タバコ植物のn-グリコシル化工学は、アシアアロエリトロポエチンを生産します

非標識：エリスロポエチン（EPO）は、2つの異なる受容体に結合することにより造血および組織保護機能の両方を示す糖タンパク質ホルモンです。組換えヒトEPO（Rhuepo）は貧血の治療に広く使用されていますが、組織保護に使用すると、高用量のRhuepoが使用されると赤血球腫瘤の潜在的に有害な増加があるため、その使用は限られています。最近の研究では、rhuepoのデシアリル化型であるAsialoerythropoietin（Asialo-rhuepo）は造血活性を欠いているが、細胞保護活性を保持することが示されています。現在、少量のAsialo-rhuepoは、Rhuepoの酵素デシアリル化によって生成されています。ただし、RHUEPOの法外なコストは、この方法の大きな制限です。植物には複雑なN-グリカンを合成する能力がありますが、シアル酸とβ1,4-ガラクトースをN-グリカン鎖に加える酵素活性がありません。植物は、ヒトβ1,4-ガラクトシルトランスフェラーゼを導入することにより、asialo-rhuepoを生成するために遺伝的に操作される可能性があります。最後から2番目のβ1,4結合ガラクトース残基は、in vivoの生物学的活性に重要です。この概念実証研究では、タバコ植物がヒトβ1,4-ガラクトシルトランスフェラーゼとEPO遺伝子がAsialo-rhuepoを蓄積することを共発現することを示します。精製されたAsialo-rhuepoは、エリスリナクリスタガリレクチンカラムに結合し、そのN-グリカン鎖が末端β1,4-ガラクトース残基を搭載し、共発現GALTが機能的に活性であることを示しています。Asialo-rhuepoは、Rhuepoと同様の親和性でEPO受容体（EPOR）と相互作用し、適切に折り畳まれたことを意味します。ここで説明する戦略は、研究と治療目的のためにAsialo-Rhuepoを生産する簡単な方法を提供します。 重要なメッセージ：タバコ植物のN-グリコシル化経路は、組織保護サイトカインであるアシアロエリトロポエチン（ヒトホルモンエリスロポエチンのデシアリル化型）を生成するために遺伝的に操作される可能性があります。

UNLABELLED: Erythropoietin (EPO) is a glycoprotein hormone that displays both hematopoietic and tissue-protective functions by binding to two distinct receptors. Recombinant human EPO (rhuEPO) is widely used for the treatment of anemia, but its use for tissue protection is limited because of potentially harmful increases in red blood cell mass when higher doses of rhuEPO are used. Recent studies have shown that asialoerythropoietin (asialo-rhuEPO), a desialylated form of rhuEPO, lacks hematopoietic activity, but retains cytoprotective activity. Currently, a small amount of asialo-rhuEPO is produced by enzymatic desialylation of rhuEPO. The prohibitive cost of rhuEPO, however, is a major limitation of this method. Plants have the ability to synthesize complex N-glycans, but lack enzymatic activities to add sialic acid and β1,4-galactose to N-glycan chains. Plants could be genetically engineered to produce asialo-rhuEPO by introducing human β1,4-galactosyltransferase. The penultimate β1,4-linked galactose residues are important for in vivo biological activity. In this proof of concept study, we show that tobacco plants co-expressing human β1,4-galactosyltransferase and EPO genes accumulated asialo-rhuEPO. Purified asialo-rhuEPO binds to an Erythrina cristagalli lectin column, indicating that its N-glycan chains bear terminal β1,4-galactose residues and that the co-expressed GalT is functionally active. Asialo-rhuEPO interacted with the EPO receptor (EPOR) with similar affinity as rhuEPO, implying that it was properly folded. The strategy described here provides a straightforward way to produce asialo-rhuEPO for research and therapeutic purposes. KEY MESSAGE: N-glycosylation pathway in tobacco plants could be genetically engineered to produce a tissue-protective cytokine, asialoerythropoietin (a desialylated form of human hormone erythropoietin).