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生产糖蛋白的工程化细胞

哺乳动物细胞表达的外源蛋白最接近其天然构象,是生产重组蛋白药物的理想系统。其中,中国仓鼠卵巢细胞(CHO细胞)是目前基因工程制药中最常用的表达系统。不过这一系统也存在着一些问题和局限。

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哥本哈根大学的研究人员开发了一种新的糖基化工程技术,能够以更快的速度和更低廉的成本制造出更有效的药物。这一成果最近发表在顶级期刊Nature Biotechnology杂志上,有望给生物工程药物带来质的飞跃,帮助人们对抗癌症、关节炎和许多其它疾病。


糖蛋白上以共价连接着各种聚糖,这些聚糖参与了细胞的许多关键活动,有重要的生物学意义。绝大部分糖蛋白可以分为两类,N-连接糖蛋白和O-连接糖蛋白。在N-连接糖蛋白中,糖链与蛋白的天冬酰胺残基(N-糖苷键)以共价键相连。而O-连接糖蛋白的糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基相连(O-糖苷键)。


目前有许多药物以糖蛋白为基础,它们必须拥有特定糖链结构才能产生预期的治疗效果。然而,CHO细胞生产N糖基化蛋白还有一定的局限,得到的糖蛋白产物也不够均匀。生产这类药物仍然是一项费时费力的工程,制药成本高而且药物质量也难以得到保证。


研究人员对CHO细胞进行了改良,以便快速生产出更高质量的糖蛋白药物。这项研究有一部分是和Novo Nordisk公司合作完成的,现在研究人员正在为自己的新技术申请专利。


“糖链结构就像是积木搭成的树,我们找到了搭建糖链更有效的方法。在此之前,获得正确的糖链结构可能需要好几年,而现在只需要几周时间就能完成。而且,我们现在能够设计更多不同的结构,”哥本哈根大学的Zhang Yang说。


“之前有研究表明,优化糖链结构能让药物的治疗效果提高一百倍,”Zhang Yang说。这项研究展示的新方法在这方面有相当大的潜力,可以帮助人们生产效果更强更持久的药物。


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