學研新創 - 生技製藥與精準醫療
利用CRISPRi 技術提升中國倉鼠卵巢細胞之重組蛋白產量
2019-12-18
胡育誠講座教授團隊/國立清華大學化學工程學系
胡育誠、沈志哲
CHO 細胞為目前蛋白藥物生產的最重要的宿主細胞。CHO細胞的基因工程能有效提高細胞蛋白產量,但現在常用的MTX/DHFR基因擴增法往往費時半年以上。此步驟相當費時費力,為產業界生產基因重組蛋白質的瓶頸,因此需要發展更有效率的篩選方法。先前文獻已報導利用shRNA抑制DHFR基因,能有效提高基因擴增時的篩選壓力,進而提高基因擴增後的基因數。但shRNA調控方式為抑制轉譯,細胞還是會進行轉錄,轉錄出mRNA後才能被shRNA調控,因此相對浪費細胞內的資源。CRISPRi則是能抑制真核細胞的基因轉錄,本研究為第一個利用CRISPRi技術應用在CHO細胞之細胞工程上,利用CRISPRi工具進行調控,能有效減少細胞內的資源浪費,縮短基因擴增所需時間,並有效提高蛋白產量及產率,因此以CRISPRi技術進行CHO的細胞工程是相當有創新性的。
技術適用於CHO細胞之基因改質並提升其生產基因重組蛋白質之產量。目前全世界之生技藥物/製劑市場超過美金2000億元,過去十年來複合成長率超過10%,未來幾年之複合成長率也預期達9.3%,至2024年預計市場超過4000億美金。以基因改造之CHO細胞所生產的生技藥物/製劑市場價值到2024年估計可高達1330億美金。
本技術以CRISPRi抑制DHFR基因表現進而達到提高基因重組蛋白質產量的目的。以本實施例(G-CSF生產)為例,本技術可提升產量2.3倍,也就是可降低生產成本至少50%。即使保守估計本技術僅占1/10的市場,也會降低超過6億美金的成本,因此本技術可產生相當大的經濟價值,未來應用潛力非常高。
評審推薦
1.本案開發CRISPR interference(CRISPRi)系統應用於CHO的細胞工程,利用專一性的gRNA有效抑制基因表現,增加基因擴增時的篩選強度,進而應用於生產G-CSF等蛋白,可提升蛋白產量2.3倍,具商業化應用潛能。
2.因應生技製藥的成長,對CHO細胞的需求更增,此技術在商業面可有效降低成本,產生相當大的經濟價值。
2.因應生技製藥的成長,對CHO細胞的需求更增,此技術在商業面可有效降低成本,產生相當大的經濟價值。
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