조혈에 관여하는 cytokine은 골수세포의 성장과 분화를 촉진시켜 혈구세포 생산을 조절한다. 이런 cytokine을 조혈성장인자(hematopoitic growth factor)이라고 하고, 그 중에서 호중구 세포(neutrophil) 성장에 관여하는 과립구 콜로니 자극 인자(granulocyte-colony stimulating factor, G-CSF)는 임상적 치료제로서 아주 중요하다. 왜냐하면 화학적 항암치료를 받는 환자들에게 심각한 호중구 세포가 감소하는 증세(neutropenia)가 발생하여 감염으로 인한 사망이 일어나기 때문이다. 두 종류의 G-CSF 재조합 단백질이 치료제로 승인 받아 사용되고 있으며, G-CSF 재조합 단백질 생산에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 선행연구에서 본 연구팀은 누에에서 유래된 Bm5 세포주에서 G-CSF의 생산을 증대하기 위해 누에 prophenoloxidase activating enzyme의 Endoplasmic reticulum targeting signal sequence유전자와 사람 G-CSF 유전자를 융합한 chimera 유전자를 제작하여 재조합 G-CSF 단백질을 생산하였다. 본 연구에서는 이 chimera 유전자가 생산하는 재조합 G-CSF 단백질의 N-말단에 3 개의 아미노산이 결여되는 3 종류의 돌연변이 유전자를 제작하여 G-CSF 단백질 생산에 미치는 영향을 조사하였다. 그 중 한 돌연변이 유전자에 의해 세포 밖으로 분비된 G-CSF 단백질의 생산이 현저히 감소하여, N-말단 부분이 이 단백질의 분비에 관여한다는 것을 알 수 있었다.
Hematopoietic cytokines regulate production of blood cells by stimulating proliferation and differentiation of bone marrow cells. Among these hematopoietic cytokines, called hematopoitic growth factors, glranulocyte-colony stimulating Factor (G-CSF), which regulates growth of neutrophils, is one of important therapeutic factors because cancer patients suffer with neutropenia which is severe reduction of neutrophils after chemotherapy. Two groups of recombinant G-CSF have approved and used for therapeutic purposes and many researches are still on-going to produce recombinant G-CSF by different techniques. We engineered human G-CSF with Bombyx specific endoplasmic reticulum (ER) signal sequence, therefore, secretion of human G-CSF protein was improved in Bombyx mori-origined cell line, Bm5. The Bombyx ER signal sequence and human G-CSF matured protein region chimera was further remodeled at the N-terminus of matured G-CSF protein to understand roles of N-terminus on outer cellular secretion and/or production. Three different mutants were generated deleting three amino acids in non alpha-helical region in N-terminus in order to scan important amino acids for G-CSF secretion. One of 3 different N-terminal deletion mutants showed dramatically reduction of secreted amount of G-CSF indicating its important role on secretion. The data suggest that remodeling in non alpha-helical region of N-terminus is also important for recombinant G-CSF production.
