细胞培养是研发及生产CGT药品的关键环节,对CGT制品的质量、稳定性以及安全性等产生很大的影响,上期分享了动物来源原辅料在CGT研发与生产中存在的风险和问题,也分享了禾元生物的植物源原辅料在CGT中的优势,本期就来分享禾元生物的当家产品——植物源重组人血清白蛋白OsrHSA在CGT细胞培养中的应用。
一、什么是OsrHSA?
人血清白蛋白(Human Serum Albumin,HSA)作为人血浆中含量最丰富的蛋白,是激素、脂类等物质的转运载体,其主要生理功能是调节血浆pH值和维持血浆渗透压。
OsrHSA是禾元生物利用自己的专利技术平台—— 水稻胚乳细胞生物反应器高效重组蛋白质表达平台(Oryz
HiExp)和重组蛋白纯化技术平台(Oryz
Pur)研发和生产的重组人血清白蛋白,不含有动物源成分,也无任何血液源的病毒感染风险。与血浆来源白蛋白(pHSA)和牛血清白蛋白(BSA)相比,OsrHSA具有更高的纯度,更好的批次稳定性。OsrHSA在水稻胚乳中表达并储存在水稻蛋白体中,能最大限度地保持蛋白质的稳定性和生物活性。
1. OsrHSA和血浆来源白蛋白pHSA理化性质比较
2. OsrHSA 与pHSA的结构一致
圆二色谱测定出OsrHSA 的分子结构主要为α螺旋,如图 1A所示,和pHSA一样,OsrHSA总体结构呈现出一个心形形状,由三个结构域组成。图1B中,OsrHSA和pHSA的两个分子的结构完全一致,完全重叠,说明 OsrHSA具有和pHSA相同的空间结构。
3. OsrHSA 具有良好的批间一致性
图2 pHSA与不同批次OsrHSA的HPLC结果(蓝线-pHSA,其他颜色-OsrHSA)
用SEC-HPLC检测不同批次的OsrHSA,结果显示图谱高度重合,且纯度均大于99%,相对标准偏差小于5%,表明批间一致性极高。在2-8℃储藏48个月后,pHSA相对于OsrHSA,聚集体含量明显更多,表明OsrHSA长期稳定性高于pHSA,储藏稳定性质量相较于pHSA更好。
4. OsrHSA临床前安全性研究
二、OsrHSA在细胞培养中的应用
多项实验数据反馈OsrHSA能有效促进干细胞增殖,维持干细胞形态及多功能性:
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图3.在hMSCs中,OsrHSA和BSA以及血清培养的增殖情况对比
在hMSC培养中,不同浓度的OsrHSA均能有效的促进细胞增殖,同浓度下,OsrHSA对MSC的增殖效果显著优于BSA,OsrHSA对hMSC的增殖效果与传统血清培养基相比差不多,说明OsrHSA能取代动物血清和BSA,为hMSC细胞培养提供更安全的选择。
图4 OsrHSA和日本市售rHSA在iPSC中的分化表现(ALP染色和标记物荧光显色)
与日本市售rHSA相比,0srHSA在iPS细胞培养中能有效的促进细胞增殖,维持细胞形态,并且能更有效的维持iPS的多功能性。
三、OsrHSA在细胞培养中的优点
血清白蛋白在CGT细胞培养中发挥多种生理功能:
- 维持培养液体系的渗透压和pH值;
- 金属离子螯合剂、脂质、氨基酸以及生长因子的转运载体;
- 自由基清楚除剂(抗氧化功能);
- 稳定剂
上文实验数据已经证明了禾元生物的植物源重组人血清白蛋白OsrHSA可以促进细胞生长和增殖,维持干细胞形态和多功能性,在细胞培养中发挥着积极作用。与动物或人血来源的血清白蛋白相比,OsrHSA不存在任何动物源成份,无任何病毒感染风险,且禾元生物通过规模化种植水稻已经实现超级产能扩大化。另外今年6月份,禾元生物年产10吨OsrHSA原液生产线正式开始投产,这标志着禾元生物可以为CGT市场输送更多更稳定的植物源原辅料,助力各大企业提升产品生产工艺,提高产品安全和稳定性。此外禾元生物的OsrHSA注射液正在展开全球多中心III期临床中,并且OsrHSA已经通过中国CDE药用辅料备案:F20180000305;并且取得FDA批准DMF文件,DMF No.:029648(IV型)。
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