バイオ医薬品で起こる蛋白質凝集メカニズム、凝集体形成防止・製剤安定化と培養プロセスでの凝集抑制・凝集体除去／高品質化の細胞構築

徳島大学 社会産業理工学研究部 助教 理学博士　鬼塚 正義 氏　

【略歴】
2009年6月　奈良先端科学技術大学院大学 物質創成科学研究科 博士後期課程修了
2009年7月　大阪大学大学院工学研究科 生命先端工学専攻 生物工学講座生物化学工学領域　
　　　　　　特任研究員
2010年6月　徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部　学術研究員
2016年4月　徳島大学大学院生物資源産業学研究部　助教

【主な研究・業務】
細胞工学・培養工学・蛋白質科学に基づいた抗体医薬品生産に関する基礎研究を行っています。
[1]難発現性抗体/非天然型抗体の発現株構築（CHO細胞、大腸菌）と
　  品質分析（抗体安定性/凝集性、糖鎖構造解析）
[2]高品質化のための培養工学（CHO細胞：10Lスケール、大腸菌：3Lスケール）、
    メタボローム解析、抗凝集培地の開発
[3]高生産・高品質化を目指した宿主細胞の改良

【業界での関連活動】
次世代バイオ医薬品製造技術研究組合（AMED　国際基準に適合した次世代抗体医薬等の製造技術）

大阪大学 工学研究科 生命先端工学専攻 教授
兼任 (自然科学研究機構生命創成探究センター 客員教授、
(株)ユー・メディコ 取締役、岡崎統合バイオ 客員准教授
博士(薬学)　内山 進 氏　

【略歴】
１９９４年　名古屋大学理学部化学科卒
１９９６年　大阪大学理学研究科無機物理化学専攻（修士）
１９９９年　大阪大学薬学研究科分子薬科学専攻（博士）
１９９９～２００１年　（株）アールアールエフ研究所　博士研究員
２００１年～　大阪大学工学研究科生命先端工学専攻　助教・学内講師
２００５年　ケンブリッジ大学　客員研究員
２００７年～　(株)ユー・メディコ 取締役
２００８年　蛋白質科学会若手奨励賞、染色体学会賞
２０１２年～　准教授
２０１７年１２月より大阪大学教授
２０１８年４月より生命創成探究センター客員教授

【主な研究・業務】
染色体高次構造解析、蛋白質の溶液物性、抗体医薬開発・製剤化研究

【業界での関連活動】
蛋白質科学会理事

　抗体医薬品生産プロセスにおいて、生産培養、抗体精製、製剤化の各過程において
凝集抗体が形成されることが報告されている。なかでも培養プロセスにおける凝集形成については、
そのメカニズムも含めて基礎的な知見を含めた研究開発の実例が少ない。
　本講演では抗体生産CHO細胞の培養プロセスにおける凝集抗体の形成とその抑制法、
さらに凝集を抑えるための細胞株構築などに関するアカデミア研究のシーズ技術開発を紹介する。

１．はじめに
　　●バイオプロセスにおける抗体凝集
　　●細胞培養中の抗体凝集に関する研究報告例

２．細胞培養プロセスにおける凝集抗体形成機構
　　●ケミカルシャペロン添加による難発現性抗体の凝集抑制の試み
　　●抗体生産CHO細胞からの凝集抗体分泌とその構造的特徴

３．抗体品質を向上させるCHO細胞株構築は可能か？
　　●細胞工学、培養工学の観点からの抗体品質向上アプローチ
　　●合理的細胞設計へ向けて

　　□質疑応答・名刺交換□

　近年、バイオ医薬品に含まれる蛋白質凝集体の免疫原性が懸念されており、
凝集体の発生機構の理解と発生の抑制は重要な課題である。
　本講演では、バイオ医薬品の凝集体発生のメカニズムを解説し、ケーススタディを交えながら、
製剤による安定化の方法と注意点について説明する。
　適宜、凝集体についてレギュレトリーサイエンスの観点からの動向についても述べる。
 
１．バイオ医薬品の製剤に関連した基礎知識
　　1-1 バイオ医薬品の構成
　　　・蛋白質の一次構造、二次構造、三次構造、高次構造
　　　・化学構造変化
　　　・変性

２．バイオ医薬品に含まれる凝集体に関する基礎知識
　　2-1 バイオ医薬品に含まれる凝集体研究の現状、免疫原性との関係
　　2-2 凝集体の分類
　　　・解離会合
　　　・物理ストレスとの関係
　　　・サイズによる分類
　　　・特性解析と規格との関係
　　2-3 バイオ医薬品における凝集体関連情報
　　　・2014年8月発表”Guidance for Industry” について
　　　・USP787について
　　　・日本薬局方での取扱について

３．タンパク質の安定性と凝集メカニズム
　　3-1 タンパク質の安定性
　　　・コロイド安定性と構造安定性
　　　・コロイド安定性とDLVO理論
　　　・構造安定性と自由エネルギー変化
　　3-2 タンパク質の凝集メカニズム
　　3-3 第２ビリアル係数、拡散係数の濃度依存性

４．タンパク質の安定性と溶媒組成、添加剤の効果
　　4-1 タンパク質の安定性と塩
　　　・ホフマイスター系列
　　　・塩とタンパク質の相互作用
　　　・塩によるタンパク質の安定化・不安定化
　　4-2 タンパク質の安定性と糖類
　　　・選択的溶媒和
　　　・糖によるタンパク質の安定化
　　　・糖を添加する場合の注意点
　　4-3 タンパク質の安定性と界面活性剤
　　　・界面活性剤とタンパク質の相互作用
　　　・界面活性剤によるタンパク質の安定化
　　　・界面活性剤を添加する場合の注意点
　　4-4 タンパク質の安定性とその他の添加剤
　　　・アミノ酸
　　　・アルコール

５．タンパク質医薬の保管容器
　　5-1 タンパク質容器における注意点
　　5-2 具体的な容器
　　　・バイアル
　　　・プレフィルドシリンジ
　　　・容器と凝集の関係

　　□質疑応答・名刺交換□