Enhancing the sialylation of recombinant EPO produced in CHO cells via the inhibition of glycosphingolipid biosynthesis.
Enhancing the sialylation of recombinant EPO produced in CHO cells via the inhibition of glycosphingolipid biosynthesis.
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DOI：
10.1038/s41598-017-13609-4
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发表时间：
2017-10-12
影响因子：
4.6
通讯作者：
Kim JH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kwak CY;Park SY;Lee CG;Okino N;Ito M;Kim JH
唾液酰化调节重组治疗糖蛋白的体内半衰期，影响其治疗效果。前体分子胞苷单磷酸- n -乙酰神经氨酸（CMP-Neu5Ac）的水平被认为是糖蛋白唾液化的限制因素。在这里，我们发现通过减少细胞内用于鞘糖脂（GSL）生物合成的CMP-Neu5Ac的量，我们可以增加CHO细胞中产生的重组人促红细胞生成素（rhEPO）的唾液化。最初，我们发现用一种有效的GSL生物合成抑制剂处理CHO细胞可以增加它们产生的rhEPO的唾液化。然后，我们建立了一个稳定的CHO细胞系，该细胞系在抑制GSL关键生物合成酶udp -葡萄糖神经酰胺葡萄糖基转移酶（UGCG）的情况下产生rhEPO。这些ugcg缺失的细胞显示神经节苷脂水平降低和rhEPO唾液化水平显著升高。通过对结果的n -糖基化模式的进一步分析，我们发现rhEPO唾液基化的增强可归因于中性和单唾液基化n -聚糖的减少和双唾液基化n -聚糖的增加。我们的研究结果表明，通过将细胞内CMP-Neu5Ac从GSL生物合成转移到糖蛋白唾液化，可以提高CHO细胞中产生的rhEPO的治疗效果。
Sialylation regulates the in vivo half-life of recombinant therapeutic glycoproteins, affecting their therapeutic efficacy. Levels of the precursor molecule cytidine monophospho-N-acetylneuraminic acid (CMP-Neu5Ac) are considered a limiting factor in the sialylation of glycoproteins. Here, we show that by reducing the amount of intracellular CMP-Neu5Ac consumed for glycosphingolipid (GSL) biosynthesis, we can increase the sialylation of recombinant human erythropoietin (rhEPO) produced in CHO cells. Initially, we found that treating CHO cells with a potent inhibitor of GSL biosynthesis increases the sialylation of the rhEPO they produce. Then, we established a stable CHO cell line that produces rhEPO in the context of repression of the key GSL biosynthetic enzyme UDP-glucose ceramide glucosyltransferase (UGCG). These UGCG-depleted cells show reduced levels of gangliosides and significantly elevated levels of rhEPO sialylation. Upon further analysis of the resulting N-glycosylation pattern, we discovered that the enhanced rhEPO sialylation could be attributed to a decrease in neutral and mono-sialylated N-glycans and an increase in di-sialylated N-glycans. Our results suggest that the therapeutic efficacy of rhEPO produced in CHO cells can be improved by shunting intracellular CMP-Neu5Ac away from GSL biosynthesis and toward glycoprotein sialylation.
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