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KR101759506B1 - Production method of bmp7 complex - Google Patents

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KR101759506B1
KR101759506B1 KR1020160171465A KR20160171465A KR101759506B1 KR 101759506 B1 KR101759506 B1 KR 101759506B1 KR 1020160171465 A KR1020160171465 A KR 1020160171465A KR 20160171465 A KR20160171465 A KR 20160171465A KR 101759506 B1 KR101759506 B1 KR 101759506B1
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KR
South Korea
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bmp7
complex
dimer
nacl
column
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Active
Application number
KR1020160171465A
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Korean (ko)
Inventor
김인근
김미라
정미영
박남호
김영식
장주웅
심영복
Original Assignee
주식회사 셀루메드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 셀루메드 filed Critical 주식회사 셀루메드
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Abstract

본 발명은 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체를 고수율 및 고순도로 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer in high yield and high purity.

Description

BMP7 복합체의 생산 방법{PRODUCTION METHOD OF BMP7 COMPLEX}PRODUCTION METHOD OF BMP7 COMPLEX < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 BMP7 프로도메인(prodomain) 및 성숙(mature) BMP7 다이머의 복합체를 생산하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of producing a complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer.

BMP(Bone Morphogenetic Protein: 골형성 단백질)는 TGF-β super family에 속하는 성장 인자 중 하나이다. BMP는 일반적으로 골세포 및 연골세포의 성장 및 분화를 촉진시키는 기능을 하며, 현재까지 BMP2, BMP3, BMP3b, BMP4, BMP5, BMP6, BMP7, BMP8, BMP9, BMP10, BMP11, BMP12, BMP13, BMP14 및 BMP15 등이 알려져 있다.BMP (Bone Morphogenetic Protein) is one of the growth factors belonging to TGF-β super family. BMP generally functions to promote the growth and differentiation of osteocytes and chondrocytes, and up to now, BMP2, BMP3, BMP3b, BMP4, BMP5, BMP6, BMP7, BMP8, BMP9, BMP10, BMP11, BMP12, BMP13, BMP15 and the like are known.

상기 BMP 중에서도 BMP7(Bone Morphogenetic Protein 7: 골형성 단백질 7)은 골 형성과 관련하여 세포 성장 및 분화에 중요 인자로서 작용하는 것으로 알려져 있다. 또한, BMP7은 신장발달 및 안구의 정상적인 발달에도 중요한 역할을 하는 것으로도 알려져 있다(Nature. 2008 Aug 21;454(7207):1000-4., Genes Dev. 1995 Nov 15;9(22):2795-807., Int J Dev Biol. 2009;53(4):597-603). 이와 관련하여, 최근에는 BMP7이 안구내 또는 각막의 흉터 및 상처 형성을 억제하거나 감소시킨다는 연구들이 또한 보고되고 있다(미국특허공보 제2006-0122109호, 공개특허공보 제10-2014-0098999호). Among BMPs, BMP7 (Bone Morphogenetic Protein 7: bone formation protein 7) is known to act as an important factor for cell growth and differentiation in relation to bone formation. BMP7 is also known to play an important role in kidney development and normal development of the eye (Nature. 2008 Aug 21; 454 (7207): 1000-4., Genes Dev. 1995 Nov 15; 9 (22): 2795 -807., Int J Dev Biol. 2009; 53 (4): 597-603). In this connection, studies have recently been reported that BMP7 inhibits or reduces scarring and wound formation in the eyeball or cornea (US Patent Publication No. 2006-0122109, Laid-open Patent Publication No. 10-2014-0098999).

BMP7의 구조에 대해서는 본 출원인의 특허등록 제10-1279145호의 도 1에 구체적으로 개시되어 있다. BMP7 발현 세포 내에서 발현된 BMP7은 처음에 프로 도메인(prodomain)과 성숙(mature) BMP7 도메인으로 구성되어 있는 proBMP7 형태로 존재하는 것이 일반적이다. 상기 proBMP7 2개는 다이머화(dimerization) 반응을 통해 서로 결합된다. 이에 따라 형성된 proBMP 다이머는 PACE(Paired basic Amino acid Cleaving Enzyme)에 의해 프로도메인이 절단됨에 따라, 2개의 성숙 BMP7 도메인이 결합된 형태의 다이머가 생성된다. 이와 같이 2개의 성숙 BMP7 도메인이 결합된 형태의 다이머는 세포내 또는 생체내에서 활성을 나타낼 수 있다.The structure of BMP7 is specifically disclosed in Fig. 1 of the applicant's patent registration No. 10-1279145. BMP7 expressed in BMP7-expressing cells is generally present in the form of proBMP7 initially composed of a prodomain and a mature BMP7 domain. The two proBMP7 are bound to each other through a dimerization reaction. The proBMP dimer thus formed is cleaved by the Paired basic amino acid cleaving enzyme (PACE), resulting in the formation of a dimer in which two mature BMP7 domains are bound. The dimer in which two mature BMP7 domains are bound can exhibit activity intracellularly or in vivo.

본 출원인은 종래에 BMP7 관련 연구를 진행하여 성숙 BMP7 다이머 형태의 BMP7을 정제하는 방법을 개발하였다(등록특허공보 제10-1212499호). 이때 정제되어 수득되는 BMP7은 생체내에서 또는 세포내에서 활성을 갖는 성숙 다이머 형태이다. 다만, 이와 같은 정제 방법에 따라 수득된 BMP7은 수율, 그리고 정제 이후의 활성 유지 측면에서 치료제로서 만족스럽지 않은 부분이 존재하였다. 또한, 정제 과정에서 사용되는 완충액의 일부 조성이 각막 또는 안구에 직접 투여되는 경우 안구 표면에 자극이 일부 발생할 수 있다는 것이 관찰되었다. 따라서, 라식 수술, 라섹 수술 등과 같은 시력교정수술, 또는 백내장, 녹내장, 황반변성 등과 같은 안구질환수술을 받는 환자에게 있어서 발생할 수 있는 안구 상처 또는 흉터를 효율적으로 치료하거나 형성을 억제하기 위한 치료 목적으로 사용되는 BMP7 단백질의 구조적 안정성과 그에 따른 활성, 그리고 정제과정에서 사용되는 완충액의 조성에 대해 대안이 필요하게 되었다.The present applicant has developed a method for purifying a mature BMP7 dimeric form of BMP7 (Patent Registration No. 10-1212499). The purified BMP7 is in the form of a mature dimer having activity in vivo or in a cell. However, BMP7 obtained according to such a purification method was unsatisfactory as a therapeutic agent in terms of yield and maintenance of activity after purification. It has also been observed that some of the buffer solution used in the purification process may cause some irritation on the ocular surface when administered directly to the cornea or eye. Accordingly, for the purpose of effectively treating or suppressing the formation of eye wounds or scars that may occur in patients undergoing eye surgery such as LASIK surgery, LASEK surgery, or eye surgery such as cataract, glaucoma, and macular degeneration, An alternative is needed for the structural stability and activity of the BMP7 protein used and the composition of the buffer used in the purification process.

이러한 상황에서, 최근 연구에 따르면 BMP7은 프로도메인과 결합되어 복합체를 이룰 때 구조적으로 더욱 안정화된다고 보고되었다(J Biol Chem. 2016 Jun 10;291(24):12732-46. doi: 10.1074/jbc.M115.704734. Epub 2016 Apr 8). 또한, 다른 연구에서도 BMP7 프로도메인이 BMP7 복합체의 구조에 영향을 미침에 따라 BMP7의 가용성(solubility), 안정성(stability) 및 활성에도 영향을 줄 수 있다고 보고되었다(J Biol Chem. 2005 Jul 29;280(30):27970-80. Epub 2005 Jun 1., Development. 2000 Jan;127(2):343-54).Under these circumstances, recent studies have reported that BMP7 binds to the prodomain and becomes structurally more stable when it forms a complex (J Biol Chem. 2016 Jun 10; 291 (24): 12732-46. Doi: 10.1074 / jbc. M115.704734. Epub 2016 Apr 8). Other studies have also reported that the BMP7 pro domain affects the solubility, stability and activity of BMP7 as it affects the structure of the BMP7 complex (J Biol Chem. 2005 Jul 29; 280 (30): 27970-80, Epub 2005 Jun 1., Development 2000 Jan; 127 (2): 343-54).

이에, 본 출원인은 안구내 또는 각막의 흉터 및 상처 형성을 억제하거나 감소시키기 위한 물질로서 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체를 생산하되, 제조 공정의 생산 수율 및 순도를 더욱 높일 필요성을 가지게 되었다. 또한, 상기 복합체가 각막 또는 안구에 안전하게 적용될 수 있도록 하는 안정액을 개발할 필요성 역시 존재한다.Thus, the applicant has been required to produce a complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer as a substance to inhibit or reduce scarring and wound formation in the eyeball or cornea, but to further increase the production yield and purity of the manufacturing process. There is also a need to develop stabilizers that allow the complex to be safely applied to the cornea or eye.

등록특허공보 제10-1212499호 (2012.12.14)Patent Registration No. 10-1212499 (December 14, 2012)

본 발명자들은 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체를 높은 수율과 높은 순도로 생산하기 위하여, 정제 공정의 종류, 크로마토그래피에 사용되는 수지, 완충액, 세척액 또는 용출액의 종류, 농도 및 pH 등을 달리하여 다양한 실험들을 수행한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.In order to produce a complex of the BMP7 prodomain and the mature BMP7 dimer with high yield and high purity, the present inventors have found that the kind of the purification process, the type of resin, buffer, washing solution or eluent used for chromatography, As a result of carrying out various experiments, the present invention has been completed.

본 발명은 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체를 생산하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a complex of a BMP7 prodomain and a mature BMP7 dimer.

본 발명에 따른 방법은 하기 단계를 포함한다:The process according to the invention comprises the following steps:

a) BMP7을 함유하는 용액에 친화성 크로마토그래피를 적용하는 단계; 및a) applying affinity chromatography to a solution containing BMP7; And

b) 상기 a) 단계에서 수득된 용출액에 소수성 상호작용 크로마토그래피를 적용하여, BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체를 용출하는 단계.b) eluting the complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer by applying hydrophobic interaction chromatography to the eluate obtained in step a).

일구현예에서, 상기 BMP7을 함유하는 용액은 세포배양액, 예컨대 CHO 세포배양액이다. 바람직하게는, 상기 세포배양액은 3일 내지 7일 동안 세포배양된 후 수집된 것이다. 더욱 바람직하게는, 상기 세포배양액은 7일 동안 세포배양된 후 수집된 것이다. In one embodiment, the solution containing BMP7 is a cell culture medium such as a CHO cell culture. Preferably, the cell culture liquid is collected after cell culture for 3 to 7 days. More preferably, the cell culture medium is collected after cell culture for 7 days.

일구현예에서, 상기 a) 단계의 친화성 크로마토그래피는 셀루핀 설페이트 수지를 사용한다.In one embodiment, affinity chromatography in step a) employs a cellulphin sulfate resin.

일구현예에서, 상기 a) 단계의 친화성 크로마토그래피는 i) 히스티딘 및 NaCl을 함유하는 완충액으로 컬럼을 평형화하는 단계, ii) 상기 컬럼에 BMP7을 함유하는 용액을 로딩하는 단계, iii) 히스티딘, NaCl 및 아르기닌 염산염을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 세척하는 단계, 및 iv) 히스티딘, NaCl 및 아르기닌 염산염을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 용출하는 단계로 이루어진다.In one embodiment, the affinity chromatography of step a) comprises i) equilibrating the column with a buffer containing histidine and NaCl, ii) loading a solution containing BMP7 in the column, iii) Washing the column with a buffer containing NaCl and arginine hydrochloride, and iv) eluting the column with a buffer containing histidine, NaCl and arginine hydrochloride.

상기 a) 단계의 친화성 크로마토그래피에서 사용되는 완충액의 pH의 범위는 4 내지 8, 바람직하게는 5 내지 7, 더 바람직하게는 6이다.The pH of the buffer used in affinity chromatography in step a) is in the range of 4 to 8, preferably 5 to 7, more preferably 6.

상기 a) 단계의 친화성 크로마토그래피에서 사용되는 히스티딘의 농도는 2 내지 200mM, 바람직하게는 10 내지 100mM, 더 바람직하게는 20mM이다.The concentration of histidine used in affinity chromatography in step a) is 2 to 200 mM, preferably 10 to 100 mM, more preferably 20 mM.

상기 a) 단계의 친화성 크로마토그래피에서 사용되는 NaCl 및 아르기닌 염산염의 농도는 각각 0.1 내지 5M, 바람직하게는 0.1 내지 1M이다.The concentrations of NaCl and arginine hydrochloride used in affinity chromatography in step a) are 0.1 to 5 M, preferably 0.1 to 1 M, respectively.

일구현예에서, 상기 b) 단계의 소수성 상호작용 크로마토그래피는 부틸 HP 수지를 사용한다.In one embodiment, the hydrophobic interaction chromatography in step b) above uses butyl HP resin.

일구현예에서, 상기 b) 단계의 소수성 상호작용 크로마토그래피는 i) 히스티딘 및 NaCl을 함유하는 완충액으로 컬럼을 평형화하는 단계, ii) 상기 컬럼에 a) 단계에서 수득된 용출액을 로딩하는 단계, iii) 히스티딘 및 NaCl을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 세척하는 단계, 및 iv) 히스티딘, NaCl 및 프로필렌 글리콜을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 용출하는 단계로 이루어진다.In one embodiment, the hydrophobic interaction chromatography of step b) comprises i) equilibrating the column with a buffer containing histidine and NaCl, ii) loading the eluate obtained in step a) into the column, iii) ) Washing the column with a buffer containing histidine and NaCl, and iv) eluting the column with a buffer containing histidine, NaCl and propylene glycol.

상기 b) 단계의 소수성 상호작용 크로마토그래피에서 사용되는 완충액의 pH의 범위는 4 내지 8, 바람직하게는 5 내지 7, 더 바람직하게는 6이다.The pH of the buffer used in the hydrophobic interaction chromatography of step b) is in the range of 4 to 8, preferably 5 to 7, more preferably 6.

상기 b) 단계의 소수성 상호작용 크로마토그래피에서 사용되는 히스티딘의 농도는 2 내지 200mM, 바람직하게는 10 내지 100mM, 더 바람직하게는 20mM이다.The concentration of histidine used in the hydrophobic interaction chromatography of step b) is 2 to 200 mM, preferably 10 to 100 mM, more preferably 20 mM.

상기 b) 단계의 소수성 상호작용 크로마토그래피에서 사용되는 NaCl의 농도는 각각 0.1 내지 5M, 바람직하게는 0.1 내지 1M이다.The concentration of NaCl used in the hydrophobic interaction chromatography in step b) is 0.1 to 5 M, preferably 0.1 to 1 M, respectively.

일구현예에서, 상기 b) 단계 이전에, 상기 a) 단계에서 수득된 용출액을 여과하는 단계를 추가로 포함한다. 바람직하게는, 상기 a) 단계에서 수득된 용출액에 0.5 M의 NaCl을 첨가하고, 여과한다. 이때, 0.2 ㎛ 크기(size)의 필터를 사용하여 여과할 수 있다.In one embodiment, prior to step b), further comprises filtering the effluent obtained in step a). Preferably, 0.5 M NaCl is added to the eluate obtained in the step a), and filtered. At this time, filtration can be performed using a filter having a size of 0.2 mu m.

상기 b) 단계에서 용출된 복합체는 안정액 내에 포함되어 안구 또는 각막에 투여되는 용도로 사용될 수 있다.The complex eluted in the step b) may be contained in the stabilizing liquid and used for an application to the eye or the cornea.

바람직하게는, 상기 안정액은 아르기닌을 포함하지 않고 글리신을 포함한다.Preferably, the stabilizing liquid does not contain arginine but contains glycine.

본 발명의 방법에 따라 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체가 생산된다. 상기 복합체는 성숙 BMP7 다이머에 비해 활성이 더 높은 것으로 나타나는데, 이는 BMP7 프로도메인이 성숙 BMP7 다이머에 결합되어 구조적으로 복합체라는 형태를 가짐으로써 성숙 BMP7 다이머의 가용성 및 안정성에 영향을 미치기 때문인 것으로 여겨진다.Complexes of BMP7 prodomains and mature BMP7 dimers are produced according to the methods of the present invention. The complex appears to be more active than the mature BMP7 dimer because the BMP7 prodomain is bound to the mature BMP7 dimer and is structurally complex to affect the availability and stability of the mature BMP7 dimer.

이와 같이 활성이 높은 복합체를 본 발명의 방법에 따라 생산할 경우 높은 수율과 순도로 얻을 수 있으므로, 생산공정의 효율을 유의적으로 증대시키는 것이 가능하다.When such a highly active complex is produced according to the method of the present invention, it can be obtained with high yield and purity, and thus it is possible to significantly increase the efficiency of the production process.

이와 같이 높은 수율 및 순도로 생산된 복합체는 라식 수술, 라섹 수술 등과 같은 시력교정수술, 또는 백내장, 녹내장, 황반변성 등과 같은 안구질환수술을 받는 환자에게 있어서 발생할 수 있는 안구 상처 또는 흉터를 효율적으로 치료하거나 형성을 억제하는데 매우 유용하다.Such complexes produced with high yield and purity can be used to effectively treat eye wounds or scars that may occur in patients undergoing eye surgery such as LASIK surgery, LASEK surgery, or eye surgery such as cataract, glaucoma, and macular degeneration Or to inhibit the formation.

뿐만 아니라, 안구와 직접 접촉하는 콘택트렌즈를 착용하고 탈착하는 과정에서 안구에 흉터가 생길 수 있으며, 나아가 염증, 충혈, 시력 저하, 시력 상실 등을 야기할 수 있는바, 본 발명에 따른 안정액은 이와 같은 현상을 방지하고 안구의 흉터 복구 속도를 증가시킬 수 있다.In addition, since the contact lens which is in direct contact with the eyeball can be worn and detached, scarring may occur in the eyeball, and further, inflammation, redness, visual loss and visual loss may occur. It can prevent the same phenomenon and increase the rate of eye scar repair.

또한, 본 발명에 따른 안정액은 복합체와 함께 안구에 사용될 때 안구에 대한 안전성을 보장해줄 수 있다.In addition, the stabilizing liquid according to the present invention can ensure safety to the eye when used in combination with the complex.

도 1은 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체에 대해 그 구조를 도시한 것이다. BMP7 다이머는 두 개의 BMP7 모노머가 시스테인(Cystein) 공유결합에 의해 연결된 구조를 가지며, BMP7 프로도메인은 BMP7 다이머와 비공유결합에 의해 연결된 구조를 가지는 것으로 여겨진다. 상기 두 개의 BMP7 모노머 사이의 공유결합은 실선으로 표시하였으며, 상기 BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머 사이의 비공유결합은 점선으로 표시하였다. 상기 BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머는 복합체 내에서 약 2:1의 비율로 존재하는 것으로 보인다.
도 2는 본 발명의 생산방법의 일구현예에 따라 수득된 복합체의 구성 및 순도를 나타내는 HPLC 그래프이다(실시예 1 참조).
도 3 내지 5는 본 발명에 따라 생산된 최종 생성물에 대해 SDS-PAGE를 수행한 결과를 각각 나타낸다.
도 6은 실시예 1의 생성물과 BMP2 다이머의 혼합물에 대해 겔 여과 크로마토그래피(GF)를 수행한 결과를 나타낸다.
도 7은 도 6에서 보여진 용출액에 대해 SDS-PAGE를 수행한 결과이다.
도 8은 실시예 1의 생성물의 ALP 활성을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 각 시험군에 따른 ATDC5 상피세포의 생존율을 나타낸 그래프이다.
Figure 1 shows the structure for a complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer. It is believed that the BMP7 dimer has a structure in which two BMP7 monomers are linked by a cysteine covalent bond, and the BMP7 prodomain has a structure connected by a non-covalent bond with a BMP7 dimer. The covalent bond between the two BMP7 monomers is indicated by a solid line, and the non-covalent bond between the BMP7 prodomain and the BMP7 dimmer is indicated by a dotted line. The BMP7 prodomain and BMP7 dimer appear to be present in a ratio of about 2: 1 in the complex.
Figure 2 is an HPLC graph showing the composition and purity of the complex obtained according to one embodiment of the production process of the present invention (see Example 1).
Figures 3 to 5 show the results of SDS-PAGE performed on the final products produced according to the present invention.
6 shows the results of performing gel filtration chromatography (GF) on a mixture of the product of Example 1 and BMP2 dimer.
FIG. 7 shows the result of SDS-PAGE performed on the eluate shown in FIG.
8 is a graph showing the results of measurement of ALP activity of the product of Example 1. Fig.
9 is a graph showing the survival rate of ATDC5 epithelial cells according to each test group.

본 발명은 하기의 실시예에 기초하여 보다 상세하게 설명될 것이나, 이는 본 발명의 권리범위를 제한하려는 것이 아니다. 또한, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 취지를 해하지 않는 범위 내에서 본 발명에 대해 다양한 변형 및 수정을 가할 수 있을 것이다.The present invention will be described in more detail based on the following examples, but it is not intended to limit the scope of the present invention. In addition, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the invention.

실시예Example 1 One

본 실시예는 본 발명에 따른 생산 방법의 대표적인 예를 나타낸다.This embodiment shows a representative example of the production method according to the present invention.

BMP7을 함유하는 CHO 세포배양액으로부터 BMP7 프로도메인과 성숙(mature) BMP7 다이머로 이루어진 복합체를 생산해내기 위하여, 본 발명자들은 첫번째 단계로서 셀루핀 설페이트 수지를 이용하여 친화성 크로마토그래피를 수행하였다. In order to produce a complex consisting of a BMP7 pro domain and a mature BMP7 dimer from a CHO cell culture containing BMP7, the present inventors performed affinity chromatography using a cellulphin sulfate resin as a first step.

상기 친화성 크로마토그래피의 조건은 다음과 같았다:The conditions for the affinity chromatography were as follows:

- 유속: 4 ml/min- Flow rate: 4 ml / min

- 컬럼 부피: 약 20 ml- Column volume: about 20 ml

- 컬럼에 주입한 샘플: BMP7을 함유한 CHO 세포배양액 5 CV - Sample injected into the column: CHO cell culture containing BMP7 5 CV

- 단계구배: 0.2M 아르기닌, 0.7M 아르기닌.Step gradient: 0.2 M arginine, 0.7 M arginine.

상기 친화성 크로마토그래피의 각 단계에 사용된 평형화 완충액, 세척 완충액 및 용출 완충액의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.The compositions of equilibration buffer, wash buffer and elution buffer used in each step of the affinity chromatography are shown in Table 1 below.

완충액 조성Buffer composition 부피(CV) Volume (CV) 1) 평형화 1) Equilibration 20mM 히스티딘 + 0.1 M NaCl pH 6.020 mM histidine + 0.1 M NaCl pH 6.0 55 2) 세척2) Washing 20mM 히스티딘 + 0.1 M NaCl pH 6.020 mM histidine + 0.1 M NaCl pH 6.0 33 20mM 히스티딘 + 0.5 M NaCl + 0.2 M 아르기닌 HCl pH 6.020 mM histidine + 0.5 M NaCl + 0.2 M arginine HCl pH 6.0 33 3) 용출 3) Elution 20mM 히스티딘 + 0.5 M NaCl + 0.7 M 아르기닌 HCl pH 6.020 mM Histidine + 0.5 M NaCl + 0.7 M Arginine HCl pH 6.0 33

친화성 크로마토그래피를 보다 구체적으로 설명하면, 셀루핀 설페이트 수지로 충진된 컬럼에 대해 평형화 완충액을 컬럼 부피의 5배(5CV) 양으로 흘려주어 컬럼을 평형화시킨 후, BMP7을 함유하는 CHO 세포배양액을 컬럼에 주입하고, 3CV의 베이스 완충액을 흘려주었다. 이어서, 3CV의 세척 완충액을 흘려주고, 3CV의 용출 완충액을 흘려주어 용출액을 수득하였다.More specifically, the affinity chromatography was performed by equilibrating the column with 5 times (5 CV) of the volume of the column equilibrated buffer to the column packed with the cellulphin sulfate resin, and then the CHO cell culture solution containing BMP7 The column was then poured with 3CV of base buffer. Subsequently, 3CV of washing buffer was flowed and 3CV of elution buffer was flown to obtain an eluate.

그 후, 상기 용출액에 0.5 M 농도의 NaCl을 첨가하고, 0.2 ㎛ 크기(size)의 필터로 여과하였다. Thereafter, 0.5 M NaCl was added to the eluate, and the mixture was filtered through a filter having a size of 0.2 mu m.

다음 단계로서, 소수성 상호작용 크로마토그래피를 이어서 수행하였다. 이때 부틸 HP 수지를 사용하였으며, 소수성 상호작용 크로마토그래피 각 단계의 평형화 완충액, 세척 완충액 및 용출 완충액의 조성을 하기 표 2에 나타내었다.As the next step, hydrophobic interaction chromatography was subsequently carried out. Butyl HP resin was used. The compositions of equilibration buffer, washing buffer and elution buffer in each step of hydrophobic interaction chromatography are shown in Table 2 below.

완충액 조성Buffer composition 부피(CV)Volume (CV) 1) 평형화 1) Equilibration 20mM 히스티딘 + 1M NaCl pH 6.020 mM histidine + 1 M NaCl pH 6.0 55 2) 세척 2) Washing 20mM 히스티딘 + 1M NaCl pH 6.020 mM histidine + 1 M NaCl pH 6.0 33 3) 용출 3) Elution 20mM 히스티딘 + 0.3 M NaCl + 10% 프로필렌 글리콜 pH 6.020 mM histidine + 0.3 M NaCl + 10% propylene glycol pH 6.0 33

소수성 크로마토그래피를 보다 구체적으로 설명하면, 부틸 HP 수지로 충진된 컬럼을 컬럼 부피의 5배(5CV)의 평형화 완충액으로 평형화시킨 후, 직전 단계에서 얻은 수득물을 컬럼에 주입하였다. 이어서, 3CV의 세척 완충액을 흘려주었으며, 이어서 3CV의 용출 완충액을 흘려주었다.More specifically, the column packed with butyl HP resin was equilibrated with an equilibration buffer of 5 times the column volume (5 CV), and the result obtained in the previous step was injected into the column. Then 3CV of wash buffer was flushed, followed by 3CV of elution buffer.

상기 일련의 과정에서, 각 완충액에 히스티딘 대신 Tris를 사용하지 않는 이유는 최근에 Tris가 인체에 대해 사용이 제한될 수 있다는 보고가 있었기 때문이다. 최종 생성물(즉, BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체)이 각막 흉터 형성 억제를 위해 인간의 안구에 사용될 경우, 인체 안전성을 보장하기 위해 Tris가 상기 최종 생성물에 함유되어 있지 않다는 점을 별도로 입증하여야 하므로 복잡한 절차 또는 실험이 추가되어야 한다. 그러나, 본 발명에서와 같이 특정 조성의 완충액을 특정 수지를 사용한 크로마토그래피와 결합할 경우에는, 전 과정에서 Tris가 사용되지 않으므로 최종 생성물에서 Tris의 함량을 검증하는 절차가 필요하지 않게 되어 공정을 간소화시킬 수 있을 뿐만 아니라, Tris를 사용하지 않으면서도 후술하는 바와 같이 최종 생성물의 수율 및 순도가 오히려 더욱 우수하다.The reason for not using Tris in place of histidine in each buffer in the above series is that Tris has recently been reported to be limited to the human body. If the end product (i. E., A complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer) is used in the human eye for inhibiting corneal scar formation, it should be separately demonstrated that Tris is not contained in the final product to ensure human safety So complex procedures or experiments must be added. However, when the buffer of a specific composition is combined with a chromatography using a specific resin as in the present invention, the procedure for verifying the content of Tris in the final product is not necessary since Tris is not used in the entire process, , And the yield and purity of the final product are rather superior, as will be described later, without using Tris.

상기 일련의 과정을 통해 수득된 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체의 회수율을 측정하기 위하여 ELISA 분석방법을 사용하였다. 각 단계에서의 회수율은 하기 표 3에 기재하였다.An ELISA analysis method was used to measure the recovery of the complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer obtained through the above series of procedures. The recovery rates at each step are shown in Table 3 below.

시료sample 희석배수Dilution factor
(Dilution Factor)(Dilution Factor)
농도density
(μg/ml)(μg / ml)
부피volume
(ml)(ml)
BMP7 복합체BMP7 complex
(mg)(mg)
회수율Recovery rate
(%)(%)
BMP7 배양액BMP7 medium 4000040000 51.1551.15 9090 4.60 4.60 100.0100.0 셀루핀 설페이트 수지 컬럼에 결합되지 않고 배출된 용액Solution discharged without being bound to the cellulphin sulfate resin column 40004000 0.00 0.00 9090 0.00 0.00 0.00.0 셀루핀 설페이트 수지 컬럼 세척액Cellulose sulfate resin wash 40004000 0.51 0.51 1515 0.01 0.01 0.20.2 셀루핀 설페이트 수지 컬럼 용출액Cellulphin sulfate resin column effluent 320000320000 290.57 290.57 1515 4.36 4.36 94.794.7 부틸 HP 수지 컬럼에 결합되지 않고 배출된 용액Butyl HP resin column 40004000 0.02 0.02 2020 0.00 0.00 0.00.0 부틸 HP 수지 컬럼 용출액Butyl HP resin column effluent 160000160000 118.30 118.30 2020 2.37 2.37 51.451.4

상기 표 3에 따르면, 복합체의 정량 결과 최종 정제 단계 후의 복합체 회수율이 51.4%로 확인되었다.According to the above Table 3, it was confirmed that the composite recovery rate after the final purification step was 51.4%.

또한, RP-HPLC(역상 고성능 액체크로마토그래피) 방법을 이용하여 최종 생성물의 순도를 정량적으로 분석하였다. 그 결과는 도 2에 나타내었다. 피크의 면적으로부터 산출하였을 때, 최종 생성물에서 성숙 BMP7 다이머는 36.92%의 함량을 나타내고 BMP7 프로도메인은 63.08%의 함량을 나타내었으며, 성숙 BMP7 다이머와 BMP7 프로도메인이 결합된 복합체는 최종 생성물에서 100%의 순도를 나타내는 것이 확인되었다.In addition, the purity of the final product was quantitatively analyzed using an RP-HPLC (reverse phase high performance liquid chromatography) method. The results are shown in Fig. When calculated from the area of the peaks, the mature BMP7 dimer showed a content of 36.92% and the BMP7 prodomain had a content of 63.08% in the final product, and the complex in which the mature BMP7 dimer and the BMP7 prodomain were combined showed 100% As shown in Fig.

실시예Example 2 2

본 실시예는 본 발명에 따라 생산된 최종 생성물에서 BMP7이 프로도메인이 절단된 성숙 형태의 다이머라는 것을 보여주기 위한 것이다.This example is intended to show that in the final product produced according to the present invention BMP7 is a dimer of the mature form in which the prodomain is truncated.

본 발명자들은 상기 실시예 1에서 수득된 생성물에 대해 각 단계별로 SDS-PAGE를 수행하였다. 그 결과는 도 3, 4 및 5에 도시되어 있다. The present inventors performed SDS-PAGE for each step of the product obtained in Example 1 above. The results are shown in Figures 3, 4 and 5.

도 3에서, 6번 레인은 셀루핀 설페이트 크로마토그래피와 부틸 HP 크로마토그래피 과정을 순차적으로 거쳐 수득된 최종 생성물을 나타내는 것이며, 이때 30 내지 40kDa에서 밴드를 보이는 것은 프로도메인이 절단된 성숙 형태의 BMP7 다이머라는 것을 보여준다.In Figure 3, lane 6 represents the final product obtained by sequential sequencing of the cellulphon sulfate chromatography and the butyl HP chromatography procedure, wherein the bands at 30-40 kDa show that the prodomain cleaved BMP7 dimer .

도 4에서, 2번 레인은 단백질의 농도가 낮아서 희미하게 나타나는 밴드를 육안으로 보다 선명하게 확인하기 위하여 최종 생성물을 10배 농축시킨 것이다. 이때, 2번 레인의 상단부에 나타나는 밴드는 BMP7 프로도메인을 나타내며, 하단부에 나타나는 밴드는 프로도메인이 절단된 성숙 형태의 BMP7 다이머를 나타낸다.In FIG. 4, the lane 2 is a 10-fold concentration of the final product in order to visually identify the band that appears dim due to low protein concentration. At this time, the band at the upper end of the second lane represents the BMP7 pro domain, and the band at the lower end represents the prodomain cleaved BMP7 dimer.

특히, 도 4에서 reducing을 처리한 4번 레인에서는 reducing을 처리하지 않은 2번 레인과 비교하여 밴드가 30 내지 40kDa에서 사라지고 약 15kDa 부근에서 나타나게 된다. 이는 reducing으로 인해 BMP7 다이머가 BMP7 모노머로 분리된 것을 입증하는 것인바, 결국 본 발명에 따른 최종 생성물에서 BMP7은 호모다이머 형태로 존재한다는 것을 실험적으로 증명한다.Particularly, in the lane 4 in which the reducing treatment is performed in FIG. 4, the band disappears at 30 to 40 kDa and appears at about 15 kDa in comparison with the lane 2 which is not treated with reducing. This proves that the reducing BMP7 dimer is separated into BMP7 monomers so that in the end product according to the invention BMP7 is present in homodimeric form.

도 5는 2개의 그룹에서 각각 배양일수를 달리하여 얻은 세포배양액을 실시예 1의 방법에 따라 정제한 후 최종 생성물을 수득하였다. 이와 같이 수득된 최종 생성물에 대해 각각 SDS-PAGE를 수행한 결과, 배양 3일차의 세포배양액에 비해 배양 7일차의 세포배양액을 정제하였을 때 BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머가 보다 선명하게 분리되어 나타났다. 이는 세포 배양기간이 길어질수록 세포 내에 미량으로 존재하는 PACE에 의해 BMP7이 프로도메인과 성숙 BMP7 도메인으로 절단될 수 있는 시간이 길어져, 2개의 밴드가 보다 선명해진 것이다.Fig. 5 shows the result of purification of the cell culture obtained by varying the number of days of culture in each of the two groups according to the method of Example 1. Fig. SDS-PAGE was performed on each of the thus-obtained final products. As a result, when the cell culture liquid for 7 days was cultured, the BMP7 pro domain and the BMP7 dimer were clearly separated from the cell culture fluid on the 3rd day of culture. This is because the longer the cell culture period, the longer the time for BMP7 to be cleaved into the prodomain and mature BMP7 domains by PACE, which is present in a small amount in the cells, and the two bands become clearer.

실시예Example 3 3

본 실시예는 본 발명에 따라 생산된 최종 생성물에서 BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머가 복합체의 형태로 존재한다는 것을 보여주기 위한 것이다.This example is intended to show that BMP7 pro domain and BMP7 dimer are present in complex form in the final product produced according to the present invention.

BMP2와 BMP7의 성숙 다이머 형태는 그 크기가 모두 30kDa 정도로 거의 차이가 없다. 따라서, 단백질의 크기에 따라 분리하는 기법인 겔 여과 크로마토그래피(GF: Gel Filtration)를 적용할 경우, BMP2 다이머와 BMP7 다이머는 동일한 시간에 함께 검출된다.The mature dimer forms of BMP2 and BMP7 are almost identical in size, all at 30 kDa. Therefore, when gel filtration chromatography (GF: Gel filtration), which is a separation technique according to the size of proteins, is applied, BMP2 dimer and BMP7 dimer are detected together at the same time.

그러나, 본 발명(상기 실시예 1)에 따라 생산된 최종 생성물과 BMP2 다이머의 혼합물에 대해 GF를 실제로 수행한 결과, 도 6에서 볼 수 있듯이 본 발명에 따라 생산된 최종 생성물이 먼저 용출되고, 뒤이어 BMP2 다이머가 용출되는 결과를 얻을 수 있었다. 이와 같은 결과는 얻게 된 이유는, 본 발명에 따라 생산된 최종 생성물에서 BMP7 다이머는 단독으로 분리된 형태로 존재하는 것이 아니고, BMP7 프로도메인과 결합된 복합체 형태로 존재하고, 이러한 복합체는 BMP7 다이머보다 크기가 더 크기 때문이다.However, as a result of actually performing GF on the mixture of the final product and the BMP2 dimer produced according to the present invention (Example 1 above), the final product produced according to the present invention was eluted first, as shown in FIG. 6, BMP2 dimer was eluted. The result is that the BMP7 dimer in the final product produced according to the present invention is not present in isolated form, but in the form of a complex bound to the BMP7 pro domain, The size is larger.

도 6의 용출 시간을 Standard GF(도시하지 않음)에서 표준 단백질의 용출 시간과 비교해보았을 때, 도 6에서 1번으로 처음 용출되는 복합체의 크기는 약 95~100kDa인 것으로 추정되었다. When the elution time of FIG. 6 is compared with the standard protein elution time in Standard GF (not shown), it is estimated that the size of the complex eluted first in FIG. 6 is about 95-100 kDa.

도 7은 도 6에서 보여진 용출액에 대해 SDS-PAGE를 수행한 결과이다. FIG. 7 shows the result of SDS-PAGE performed on the eluate shown in FIG.

도 7의 1번 레인은 단백질 응집물(protein aggregates)에 대해 일반적으로 초기에 나타나는 void peak이다. 도 7의 2번 레인과 3번 레인에서는 두 개의 밴드를 나타내는데, 여기서 BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머가 결합된 복합체로서 하나의 밴드로 나타나지 않고 BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머가 각각의 밴드로 나타나는 이유는, BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머 사이의 비공유결합력이 강하지 않아서 SDS-PAGE를 진행하는 동안 BMP7 프로도메인과 BMP7 다이머가 분리되었기 때문이다. 이는 앞서 살펴본 도 4 및 5에서도 마찬가지로 확인할 수 있다. 반면, BMP2 다이머는 도 7의 4번 레인에서 하나의 단일 밴드로서만 나타난다. The lane 1 in Figure 7 is a void peak that generally appears initially for protein aggregates. 7 shows two bands in the lane 2 and the lane 3. The BMP7 pro domain and the BMP7 dimer are bonded to each other so that the BMP7 prodomain and the BMP7 dimmer are not represented as one band. This is because the noncovalent binding force between the BMP7 prodomain and the BMP7 dimer was not strong and the BMP7 pro domain and BMP7 dimer were separated during SDS-PAGE. This can be confirmed similarly in FIGS. 4 and 5. On the other hand, the BMP2 dimmer appears only as a single band in lane 4 of FIG.

한편, 도 7에서 reducing을 처리한 결과, 2번과 3번 레인이 4번 레인처럼 약 30kDa에 위치한 밴드가 약 15kDa로 이동하여 나타남을 확인할 수 있으며, 이는 본 발명에 따라 생산된 최종 생성물에서 BMP7이 다이머라는 것을 보여주는 것이다.7, it can be seen that the bands located at about 30 kDa in the lanes 2 and 3 move to about 15 kDa, indicating that the end products produced according to the present invention exhibit BMP7 Is dimmer.

실시예Example 4 4

본 실시예는 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체의 활성을 확인하기 위한 것이다.This example is to confirm the activity of the complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer.

이를 위해 ALP 어세이가 사용되었다. BMP 단백질의 생물학적 활성을 미리 시험관내(in vitro)에서 확인할 때 널리 이용되는 검정법 중의 하나가 ALP 어세이(Alkaline phosphatase assay: 알칼라인 포스파타아제 어세이)다. 상기 ALP 어세이의 원리는, BMP 단백질을 배아세포 또는 줄기세포에 처리할 경우 조골세포 분화의 지표인 ALP(Alkaline phosphatase: 염기성인산분해효소)의 활성이 증가한다는 것이다. ALP는 기질과 반응하여 색깔을 나타내고 단위 unit/ml를 이용하여 정량적으로 나타낼 수 있는데, 이러한 ALP 값에 의해 BMP 재조합 단백질의 생물학적 활성 유무 및 정도를 간접적으로 확인할 수 있게 된다.An ALP assay was used for this. One of the widely used assays for determining the biological activity of BMP proteins in vitro is the Alkaline phosphatase assay (alkaline phosphatase assay). The principle of the ALP assay is that the activity of ALP (Alkaline phosphatase), which is an indicator of osteoblast differentiation, is increased when the BMP protein is treated to embryo cells or stem cells. ALP can be quantitatively expressed by reacting with substrate and quantitatively using unit unit / ml. This ALP value indirectly confirms the biological activity and degree of BMP recombinant protein.

각 실험군에 대한 ALP 값에 기초하여 ED50(50% 유효농도)을 산출하였다. ED50은 50% 유효농도 또는 50% 효과용량이라고 지칭되며, 대상체에게 독소 또는 약물을 투여할 경우 50%의 효과를 나타내는 것으로 추정되는 용량을 의미한다. ED50이 낮은 값일수록, 해당 약물의 활성도는 높은 것으로 여겨진다.The ED50 (50% effective concentration) was calculated based on the ALP values for each experimental group. ED50 is referred to as a 50% effective concentration or a 50% effective dose, which is a dose estimated to produce a 50% effect when administered to a subject with a toxin or drug. The lower the ED50 is, the higher the activity of the drug is believed to be.

그 결과를 하기 표 4 및 도 8에 도시하였다. The results are shown in Table 4 and FIG.

실험군Experimental group ED50
(μg/ml)
ED50
(μg / ml)
성숙 BMP7 다이머Mature BMP7 dimer 0.240.24 R&D사에서 시판되는 BMP7BMP7 commercially available from R & D 0.170.17 본 실시예 1에 따라 생산된 최종생성물인 BMP7 프로도메인 및 BMP7 다이머의 복합체The final product produced according to this Example 1, a complex of BMP7 prodomain and BMP7 dimer 0.170.17

도 8에서 알 수 있듯이, 본 실시예 1에 따라 생산된 최종생성물의 ALP 값이 성숙 BMP7 다이머 또는 R&D사에서 시판되는 BMP7에 비해 더 높다.As can be seen in FIG. 8, the ALP value of the final product produced according to this Example 1 is higher than that of BMP7 commercially available from mature BMP7 dimer or R & D company.

또한, 표 4에 따르면, 본 실시예 1에 따라 생산된 최종생성물은 0.17μg/ml의 ED50을 나타내는 반면, 일반적으로 생체내 또는 세포내에서 활성형이라고 알려져 있는 성숙 BMP7 다이머는 0.24μg/ml의 ED50을 나타낸다. Also, according to Table 4, the final product produced according to this Example 1 exhibits an ED50 of 0.17 μg / ml, whereas a mature BMP7 dimer, generally known to be active in vivo or intracellularly, is 0.24 μg / ml ED50.

따라서, 본 실시예 1에 따라 생산된 최종생성물은 성숙 BMP7 다이머에 비해 활성이 더 높은 것으로 확인되었다. 즉, BMP7 프로도메인과 성숙 BMP7 다이머로 구성된 복합체가 활성이 더 높다. 그 이유는 구조적으로 BMP7 프로도메인이 성숙 BMP7 다이머에 결합되어 복합체라는 형태를 가짐으로써 성숙 BMP7 다이머의 가용성 및 안정성에 영향을 미치기 때문인 것으로 여겨진다.Thus, the final product produced according to this Example 1 was found to be more active than the mature BMP7 dimer. That is, the complex consisting of the BMP7 pro domain and the mature BMP7 dimer is more active. It is believed that this is due to the fact that the BMP7 pro domain is structurally bound to the mature BMP7 dimer in the form of a complex, which affects the availability and stability of the mature BMP7 dimer.

실시예Example 5 5

본 실시예는 상기 실시예 1에서 두번째 정제 단계로 사용된 소수성 상호작용 크로마토그래피의 수지가 달라졌을 때 수율의 상대적인 차이를 보여주기 위한 것이다.This example is intended to show the relative difference in yield when the resin of the hydrophobic interaction chromatography used in the second purification step in Example 1 was changed.

셀루핀 설페이트 수지를 이용한 친화성 크로마토그래피를 동일하게 진행한 후, 하기 표 5 내지 7에서 보는 바와 같이 소수성 상호작용 크로마토그래피에서 수지의 종류만을 달리하여 생성물의 수율을 측정하였다. After affinity chromatography using a cellulose resin was carried out in the same manner, yields of the products were determined by different kinds of resins in hydrophobic interaction chromatography as shown in Tables 5 to 7 below.

시료sample 희석배수Dilution factor
(Dilution Factor)(Dilution Factor)
농도density
(μg/ml)(μg / ml)
부피volume
(ml)(ml)
BMP7 복합체BMP7 complex
(mg)(mg)
회수율Recovery rate
(%)(%)
셀루핀 설페이트 용출Cellulphin sulfate elution 8000080000 128.69128.69 2525 3.22 3.22 100.0100.0 부틸-S 6 FF unboundButyl-S 6 FF unbound 8000080000 108.24 108.24 2525 2.71 2.71 84.184.1 부틸-S 6 FF 용출Butyl-S 6 FF elution 40004000 1.32 1.32 2020 0.03 0.03 0.80.8

시료sample 희석배수Dilution factor
(Dilution Factor)(Dilution Factor)
농도density
(μg/ml)(μg / ml)
부피volume
(ml)(ml)
BMP7 복합체BMP7 complex
(mg)(mg)
회수율Recovery rate
(%)(%)
셀루핀 설페이트 용출Cellulphin sulfate elution 8000080000 128.69128.69 2525 3.22 3.22 100.0100.0 부틸 4 FF unboundButyl 4 FF unbound 8000080000 90.9490.94 2525 2.272.27 70.770.7 부틸 4 FF 용출Butyl 4 FF Elution 3200032000 24.7424.74 2525 0.620.62 19.219.2

시료sample 희석배수Dilution factor
(Dilution Factor)(Dilution Factor)
농도density
(μg/ml)(μg / ml)
부피volume
(ml)(ml)
BMP7 복합체BMP7 complex
(mg)(mg)
회수율Recovery rate
(%)(%)
셀루핀 설페이트 용출Cellulphin sulfate elution 8000080000 128.69128.69 2525 3.22 3.22 100.0100.0 부틸 HP unboundButyl HP unbound 3200032000 14.5214.52 3030 0.440.44 13.513.5 부틸 HP 용출Butyl HP elution 160000160000 134.59134.59 2020 2.692.69 83.783.7

상기 표 5 및 6에서 확인할 수 있듯이, 두번째 정제 단계로 사용된 소수성 상호작용 크로마토그래피에서 수지의 종류만 달리하였음에도 불구하고 BMP7 복합체의 회수율은 각각 0.8%, 19.2%에 불과하였다. As shown in Tables 5 and 6, the recovery rates of the BMP7 complexes were only 0.8% and 19.2%, respectively, despite the different kinds of resins in the hydrophobic interaction chromatography used in the second purification step.

이와 달리, 상기 표 7에서와 같이 본 발명에 따른 부틸 HP를 사용한 소수성 상호작용 크로마토그래피에서는 BMP7 복합체의 회수율이 83.7%에 이를 정도로 매우 높은 수율을 나타내었다. 실시예 1에서 산출된 회수율과 차이를 보이는 이유는 출발물질인 CHO 세포배양액에서 BMP7 단백질의 발현이 조건에 따라 달라지기 때문인 것으로 여겨진다.In contrast, as shown in Table 7, in the hydrophobic interaction chromatography using butyl HP according to the present invention, the yield of the BMP7 complex was as high as 83.7%. The reason for the difference from the recovery rate calculated in Example 1 is considered to be that the expression of BMP7 protein in the starting CHO cell culture medium changes depending on conditions.

실시예Example 6 6

본 실시예는 본 발명에 따라 생산된 최종 생성물을 안구에 투여할 경우 안구에 대한 안전성을 확인하기 위한 것이다.This example is for confirming safety to the eye when the final product produced according to the present invention is administered to the eye.

본 발명에 따라 생산된 최종 생성물은 BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체이다. 상기 복합체를 안구내 또는 각막의 흉터 및 상처 형성을 억제하거나 감소시키기 위하여 안구에 투여할 경우, 안구에 대한 안전성이 보장되어야 한다. 이를 확인하기 위하여, 각 시험군으로 상피세포를 처리하였을 때 세포생존율을 측정하는 실험을 수행하였다.The final product produced according to the present invention is a complex of BMP7 pro domain and mature BMP7 dimer. When the complex is administered to the eye to inhibit or reduce scarring and scarring of the eyeball or cornea, safety to the eye should be ensured. To confirm this, experiments were carried out to measure the cell survival rate when epithelial cells were treated with each test group.

시험군은 다음과 같으며, 각각 n=5이다:The test groups are as follows, n = 5 respectively:

● 제1군 - ATDC5 상피세포만 있음(대조군)● Group 1 - ATDC5 epithelial cells only (control group)

● 제2군 - 생리식염수(0.9% NaCl) ● Group 2 - saline (0.9% NaCl)

● 제3군 - 신규 안정액(1% 만니톨, 2% 글리신, 0.01% 폴리소르베이트 80 - pH 7.3)Group 3 - New stable (1% mannitol, 2% glycine, 0.01% polysorbate 80 - pH 7.3)

● 제4군 - 신규 안정액 중 2μg/ml의 농도로 희석된, BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체Group 4 - Complexes of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer diluted to a concentration of 2 [mu] g / ml in fresh stable

● 제5군 - 신규 안정액 중 0.66μg/ml의 농도로 희석된, BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체Group 5 - Complexes of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer diluted to a concentration of 0.66 [mu] g / ml in fresh stable

● 제6군 - 신규 안정액 중 0.22μg/ml의 농도로 희석된, BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체Group 6 - complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer diluted to a concentration of 0.22 μg / ml in fresh stable

● 제7군 - 통상의 안정액(1% 만니톨, 1% 수크로스, 3% 아르기닌, 0.1% 히스티딘, 0.01% CaCl, 0.01% 폴리소르베이트 80 - pH 7.3)Group 7 - Normal stabilizer (1% mannitol, 1% sucrose, 3% arginine, 0.1% histidine, 0.01% CaCl 2, 0.01% polysorbate 80 - pH 7.3)

● 제8군 - 통상의 안정액 중 2μg/ml의 농도로 희석된, 성숙 BMP7 다이머Group 8 - mature BMP7 dimer diluted to a concentration of 2 [mu] g / ml in normal stability

● 제9군 - 통상의 안정액 중 0.66μg/ml의 농도로 희석된, 성숙 BMP7 다이머Group 9 - Matured BMP7 dimer diluted to a concentration of 0.66 μg / ml in normal stability medium

● 제10군 - 통상의 안정액 중 0.22μg/ml의 농도로 희석된, 성숙 BMP7 다이머Group 10 - mature BMP7 dimer diluted to a concentration of 0.22 μg / ml in normal stability

96-웰 플레이트에 ATDC5 상피세포를 10,000 세포/웰의 농도로 분주하고 24시간 배양한 후, 상기 시험군을 각각 10μl씩 처리하였다. 이어서, 1시간째, 3시간째, 5시간째, 24시간째에 450nm에서 흡광도를 측정하였다. 이로부터 ATDC5 상피세포의 생존세포수를 측정하여 하기 표 8에 나타내고, 생존율을 산출하여 도 9에 나타내었다.ATDC5 epithelial cells were seeded at a concentration of 10,000 cells / well in a 96-well plate and cultured for 24 hours. Then, each test group was treated with 10 μl each. Then, the absorbance at 450 nm was measured at 1 hour, 3 hours, 5 hours, and 24 hours. From this, viable cell numbers of ATDC5 epithelial cells were measured and shown in Table 8 below, and the survival rate was calculated and shown in FIG.

시험군Test group 1hr1hr 3hr3hr 5hr5hr 24hr24hr 1One 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000 22 94,466 94,466 93,519 93,519 83,551 83,551 88,925 88,925 33 97,628 97,628 88,580 88,580 85,117 85,117 83,949 83,949 44 101,581 101,581 89,815 89,815 86,423 86,423 86,517 86,517 55 100,000 100,000 77,778 77,778 83,029 83,029 74,478 74,478 66 96,443 96,443 78,395 78,395 83,029 83,029 76,565 76,565 77 101,976 101,976 90,432 90,432 87,467 87,467 83,628 83,628 88 104,348 104,348 95,062 95,062 87,206 87,206 72,713 72,713 99 105,534 105,534 92,593 92,593 88,512 88,512 78,491 78,491 1010 108,300 108,300 88,272 88,272 76,240 76,240 79,775 79,775

제7군 내지 제10군에서 사용되는 안정액은 통상적으로 사용되는 것으로서 아르기닌을 포함한다. 아르기닌의 경우 주사제로서 사용하는 것은 가능하지만, 안구에 대해 점안제로서 사용하는 데에는 제한사항이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 최종 생성물을 각막 흉터 치료제 또는 흉터 형성 억제제로서 사용할 경우, 아르기닌이 포함된 안정액 버퍼는 그 사용이 제한되거나 또는 인체에 대한 안전성을 보장하는 실험이 별도로 수행되어야 하는 번거로움이 있게 된다. 이러한 이유로 인해, 본 발명에 따른 최종 생성물과 함께 사용되는 안정액, 즉 제3군 내지 제6군에서는 아르기닌을 제외하였다.The stabilizers used in the groups 7 to 10 are conventionally used and include arginine. Arginine can be used as an injectable agent, but there are limitations to its use as eye drops against the eye. Therefore, when the final product according to the present invention is used as a therapeutic agent for corneal scarring or as a scar formation inhibitor, it is troublesome that the stabilizer buffer containing arginine is used in a limited manner or an experiment for securing safety to human body must be performed separately do. For this reason, arginine was excluded in the stabilizers used with the final product according to the present invention, i.e. in the third to sixth groups.

표 8 및 도 9에서 볼 수 있듯이, 제3군 내지 제6군의 물질을 상피세포에 처리하였을 때 세포생존율은 제7군 내지 제10군의 물질을 처리하였을 때 세포생존율과 유사하였으며, 생리식염수로 처리한 제2군과 유의적으로 크게 차이나지 않는다는 점으로부터 세포에 대한 안전성이 양호한 것으로 여겨진다.As can be seen from Table 8 and FIG. 9, when the materials of Groups 3 to 6 were treated with epithelial cells, the cell survival rate was similar to that of cells treated with the materials of Groups 7 to 10, , The safety of the cells is considered to be satisfactory.

또한, 제4군과 제8군을 비교해보았을 때, 1시간째, 3시간째, 5시간째는 세포생존율이 유사하였으나, 제24시간째에는 오히려 제4군에서 세포생존율이 제8군에 비해 높았다. 이러한 점들을 고려해볼 때, 본 발명에 따른 최종 생성물은 신규 안정액 내에 포함되더라도 세포에 대한 안전성이 우수하며, 특히 신규 안정액은 아르기닌을 포함하지 않으므로 안구에 대해서도 안전성을 더 나타낼 수 있다는 것이 확인된다.In addition, when compared to Group 4 and Group 8, cell survival rates were similar at 1 hour, 3 hours, and 5 hours, but at 24 hours, cell survival rate in Group 4 Respectively. Considering these points, it is confirmed that the end product according to the present invention is excellent in safety against cells even when contained in the novel stable liquid, and that the new stable liquid does not contain arginine.

Claims (9)

하기 단계를 포함하는, BMP7 프로도메인 및 성숙(mature) BMP7 다이머의 복합체를 생산하는 방법:
a) BMP7을 함유하는 용액에 셀루핀 설페이트 수지를 사용한 친화성 크로마토그래피를 적용하는 단계, 여기서 상기 친화성 크로마토그래피는 i) 히스티딘 및 NaCl을 함유하는 완충액으로 컬럼을 평형화하는 단계, ii) 상기 컬럼에 BMP7을 함유하는 용액을 로딩하는 단계, iii) 히스티딘, NaCl 및 아르기닌 염산염을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 세척하는 단계, 및 iv) 히스티딘, NaCl 및 아르기닌 염산염을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 용출하는 단계를 포함함; 및
b) 상기 a) 단계에서 수득된 용출액에 부틸 HP 수지를 사용한 소수성 상호작용 크로마토그래피를 적용하여, BMP7 프로도메인 및 성숙 BMP7 다이머의 복합체를 용출하는 단계, 여기서 상기 소수성 상호작용 크로마토그래피는 i) 히스티딘 및 NaCl을 함유하는 완충액으로 컬럼을 평형화하는 단계, ii) 상기 컬럼에 a) 단계에서 수득된 용출액을 로딩하는 단계, iii) 히스티딘 및 NaCl을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 세척하는 단계, 및 iv) 히스티딘, NaCl 및 프로필렌 글리콜을 함유하는 완충액으로 상기 컬럼을 용출하는 단계를 포함함.
A method of producing a complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer, comprising the steps of:
a) applying affinity chromatography using a cellulphin sulfate resin to a solution containing BMP7, wherein said affinity chromatography comprises i) equilibrating the column with a buffer containing histidine and NaCl, ii) , Iii) washing the column with a buffer containing histidine, NaCl and arginine hydrochloride, and iv) eluting the column with a buffer containing histidine, NaCl and arginine hydrochloride ; And
b) eluting the complex of BMP7 prodomain and mature BMP7 dimer by applying hydrophobic interaction chromatography using a butyl HP resin to the eluate obtained in step a), wherein the hydrophobic interaction chromatography comprises: i) And NaCl; ii) loading the eluate obtained in step a) into the column; iii) washing the column with a buffer containing histidine and NaCl; and iv) And eluting the column with a buffer containing histidine, NaCl and propylene glycol.
제1항에 있어서,
상기 복합체는 BMP7 프로도메인이 성숙 BMP7 다이머에 비공유결합을 통해 연결된 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the complex has a form in which the BMP7 prodomain is linked to the mature BMP7 dimer through a non-covalent bond.
제1항에 있어서,
상기 BMP7을 함유하는 용액은 세포배양액인 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solution containing BMP7 is a cell culture solution.
제3항에 있어서,
상기 세포배양액은 3일 내지 7일 동안 세포배양된 후 수집된 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 3,
Wherein the cell culture liquid is collected after being cultured for 3 to 7 days.
제1항에 있어서,
상기 b) 단계 이전에, 상기 a) 단계에서 수득된 용출액을 여과하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising, prior to step b), filtering the effluent obtained in step a).
제1항에 있어서,
상기 b) 단계에서 용출된 복합체는 안정액 내에 포함되어 안구 또는 각막에 투여되는 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the complex eluted in step (b) is contained in a stable liquid and is used for application to the eye or cornea.
제6항에 있어서,
상기 안정액은 아르기닌을 포함하지 않고 글리신을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 6,
Characterized in that the stabilizing liquid does not contain arginine but contains glycine.
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