Techniques重组人血清白蛋白

人血清白蛋白（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。人血清白蛋白是一种由585个氨基酸组成的单链蛋白质，分子量为66.5kDa。

白蛋白可提供对细胞生长很重要的氮和必需氨基酸，并有助于维持细胞培养环境中的渗透压平衡。此外，白蛋白还可作为细胞附着的底物，有助于稳定 pH 值，甚至保护细胞免受压力和损伤。白蛋白通常以不同浓度添加到细胞培养基中—具体取决于细胞类型和培养应用。并可作为激素、维生素和其他生长因子的载体蛋白。此外，HSA可用作疫苗中的稳定剂和/或佐剂。

图1.人血清白蛋白结构图[1]

重组人血清白蛋白，与胎牛血清（FBS）、血浆来源白蛋白（pHSA）和牛血清白蛋白（BSA）相比，重组人血清白蛋白具有更高的纯度，更好的批次稳定性。高质量的重组人白蛋白不含其他杂质和非天然修饰，无任何血源性病毒感染风险，使其成为细胞和组织培养领域的完美选择。

表1.重组人血清白蛋白和天然人血清白蛋白理化性质比较

白蛋白是许多无血清细胞培养系统的重要组分，例如杂交瘤细胞和中国仓鼠卵巢（CHO）细胞的培养系统。

白蛋白可掺入细胞支架，为细胞提供必需营养成分和生长因子来源，促进细胞存活和增殖。人血清白蛋白用作细胞培养基补充剂，维持生产单克隆抗体、重组蛋白和其他生物制品所用的细胞生长和健康。白蛋白还可使细胞培养环境更稳定和可控，降低动物源血清相关的批次间差异和污染风险。

白蛋白与大量生物活性物质结合使其成为关键的转运分子。白蛋白还能清除对细胞存活有害的活性氧。这些特性使白蛋白成为促进细胞生长和在体外培养环境下维持各种真核细胞的绝佳选择。重组人血白蛋白非常适合各种不同的干细胞、原代细胞和生产细胞类型，包括免疫细胞、VERO、间充质干细胞、HEK293、二倍体细胞、CHO 和其他细胞类型。

HSA 是稳定疫苗的重要成分，为多种疫苗类型提供多种益处，包括减毒活病毒、灭活或灭活病毒、病毒样颗粒和亚单位疫苗。HSA 的显着特性之一在于其能够涂覆疏水性和亲水性表面，从而阻止疫苗在从生产、配制到储存的整个生命周期中发生不良的非特异性吸附。 通过HSA的结合能力，能够进行离子和疏水相互作用，HSA 可以保护暴露的疫苗表面，避免不必要的聚集和颗粒形成，否则可能会损害疫苗功效。

HSA 是多种疾病的生物标志物，包括癌症、类风湿性关节炎、缺血、肝病、肥胖和糖尿病等疾病。

白蛋白作为细胞培养基中不可或缺的成分已长期存在。 其促进多种细胞类型生长的能力得到充分证明，包括间充质干细胞 (MSC)、胚胎干细胞 (ESC)、诱导多能干细胞 (iPSC) 和免疫细胞。 在细胞培养中，白蛋白不仅仅是一种营养来源。 它扮演着多功能储存库的角色，保护必需金属和其他分子实体，从而为细胞持续生长和活力创造最佳环境。

除了对细胞培养的应用之外，白蛋白还可用作干细胞冷冻保存。 白蛋白的表面涂层能力确保细胞在冷冻过程中的安全。 此外，白蛋白的缓冲能力可保持细胞完整性所必需的 pH 平衡，同时其稳定能力可使细胞保持悬浮状态，从而延长其在冷冻保存期间的活力。

此外，白蛋白还可以作为药物载体，延长药物体内循环时间、增强药效。

白蛋白是血浆中 99% 的非酯化脂肪酸 (FA) 的载体。白蛋白具有 7 个高亲和力和 20 多个低亲和力 FA 结合位点。亚油酸、亚麻酸和油酸等脂肪酸均不溶于水溶液，所以必须通过载体分子才能传递至细胞。循环白蛋白通常可运载1个或2个游离脂肪酸。脂肪酸的结合还有助于稳定白蛋白。作为细胞培养添加剂，白蛋白的活性部分取决于其结合和传递给细胞的特异性脂肪酸。

金属离子是细胞培养所需的成分。HSA 是关键金属离子 Cu ²⁺和 Zn ²⁺的关键转运蛋白 。此外，铜原子可发生单价氧化还原反应并催化自由基生成，从而使铜具有细胞毒性。在体内，细胞外铜离子与白蛋白结合，削弱了铜的潜在毒性。每个白蛋白分子都具有一个高亲和性铜结合位点，铜与该位点结合后，将不会参与自由基相关的氧化还原反应。白蛋白还可结合其他二价阳离子，如Ca、Mg、Mn、Cd、Co和Ni。

HSA 的抗氧化活性主要归因于四个主要金属结合位点的氧化还原特性。游离的Cu 2+、Fe 2+和其他金属离子与氧反应生成ROS ，它们还可以与H2O2相互作用产生有害的羟基自由基。另一方面，白蛋白与金属离子的结合限制了这些离子参与ROS生成的能力。

在生物反应器中进行的工业规模真核细胞培养物含有溶解氧和游离金属，如铁、铜、钴和镍，产生的 ROS 会降解细胞膜 。添加 BSA 或 HSA 可降低 ROS 压力，从而实现健康的细胞培养。另一方面，白蛋白与这些金属，特别是铜、锌、钒和硒的结合，促进细胞对这些金属的吸收，刺激培养物生长并显着提高真核细胞中重组蛋白的产量。

氨基酸是细胞培养基的关键成分。吡哆醛及其衍生物5'磷酸吡哆醛（PLP）与，可与氨基酸发生非酶促反应并形成希夫（Schiff）碱。这些希夫碱非常不稳定，当与金属离子接触时，它们会导致氨基酸降解，细胞生长抑制。游离的吡哆醛部分通过与白蛋白结合而被隔离，从而防止吡哆醛与氨基酸体外反应并破坏氨基酸。

核黄素是另一个可以与游离氨基酸发生反应并降解它们的因子。在水溶液中，核黄素可以与色氨酸结合形成复合物。在光照条件下，该复合物分解为毒性产物。白蛋白可与核黄素及其磷酸盐（黄素单磷酸盐）结合并防止它们发生降解。白蛋白具有单个色氨酸结合位点。

翌圣生物提供多种类型重组血清白蛋白，包括人、小鼠、大鼠、猴等种属。