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突破传统材料壁垒,重组人源化胶原蛋白新时代已经到来
2022-03-28 14:25:57 来源: 浏览:274

根据 GrandView Research数据,2019年中国胶原蛋白市场规模约为63.7亿元,占比全球市场 6.40%。预计2027年,中国胶原蛋白市场将高达 201亿元,占比全球市场 6.96%。我国胶原蛋白总体市场规模增速高于全球。

从世界范围来说动物胶原的应用历史超过110年中国最早在20世纪80年代开始研究动物胶原。受产能、技术等原因活性胶原成本很高难以规模量产化。而重组法胶原蛋白的提取始于20世纪末,是利用前沿的结构生物学、基因工程等技术以人特定型别胶原蛋白功能区基因编码为模板进行筛选、制备得到与人胶原蛋白氨基酸序列相同或类似的一类新型功效生物材料。由于免疫性低、无病毒风险具有广阔的发展前景。国家监管部门高度重视重组胶原产业创新发展,为鼓励重组胶原蛋白产业研发创新,推动相关领域高质量发展,自2021年来监管部门陆续发布系列文件,为胶原蛋白产业划分出清晰赛道。

胶原蛋白是人体组织器官的主要结构蛋白,是人体的主要组成成分,约占人体蛋白质总量的30-40%。目前,国内外市场上的胶原蛋白产品主要来源于动物组织。在临床上广泛应用于皮肤、骨、软骨、心血管系统、口腔组织的修复再生及医疗美容整形等。目前已经发现人体内有28种不同型别的胶原蛋白,(I-XXV型),分布于人体不同的部位,常见类型为型、型、型、型和型。

在正常皮肤组织中,胶原主要以I、型胶原纤维的形式存在。I型胶原和型胶原与皮肤损伤修复过程和修复质量紧密相关。正常胎儿皮肤型胶原占 60%,随着生长发育,型胶原不断减少,I型胶原不断增加。成人皮肤胶原组成为 I型占80%,型占20%。胎儿无瘢痕愈合机制是由于胎儿较强的型胶原的合成能力,型胶原蛋白越多皮肤组织越鲜嫩。

其中我们面部中最多的就是I型和III型胶原蛋白,I型胶原蛋白组织纤维更粗,结构更坚韧,相当于它给皮肤提供了网架的支撑作用,把皮肤撑起来;III型胶原蛋白的结构更为柔软,有弹性,能够促进皮肤伤口的愈合。通过横向对比婴儿和成人的皮肤可以发现,婴儿皮肤中胶原蛋白III型占比60%,胶原蛋白I型占比40%,而成人皮肤中胶原蛋白III型占比20%,胶原蛋白I型占比80%,这也是婴儿皮肤能够无瘢痕愈合的关键原因。而随着年龄的增长,III型胶原蛋白在持续加速流失并且在成年之后在也没有办法自体再生,所以外源性胶原蛋白是补充III型胶原蛋白的唯一方式。

重组人源化胶原蛋白突破传统材料壁垒,基础结构跟人体胶原蛋白一样,同时在此基础上进行优化,提高胶原蛋白的亲水性以及活性。含有大量的的亲水性基因,具有良好的成膜性,保持皮肤角质层水分。同时,它的趋向性引导作用可引导上皮细胞快速进入受损部位,有效提高皮肤再生速度,缩短创伤愈合时间,从而恢复皮肤屏障功能

人类对胶原蛋白的了解并不是一蹴而就的,随着近代科学的发展,对胶原蛋白的研究和应用逐渐打开了新的局面。

传统的胶原蛋白主要是从动物组织中提纯而来,常见的主要是从猪皮、牛跟腱和鱼皮等动物组织中化工提纯而来,但从中提纯出来的胶原蛋白为异种提纯,水溶性差,不易于人体结合,皮肤涂抹容易出现排异过敏反应

而随着基因重组技术的快速发展,微生物发酵重组“人源化胶原蛋白”逐渐成为业内技术发展的新方向。“人源化胶原蛋白”指的是将人体中天然胶原蛋白的全长或功能区基因序列组合,通过生物合成、蛋白纯化得到的胶原蛋白,其氨基酸序列应与人体天然胶原蛋白对应区域序列保持一致,不含非人体胶原蛋白序列,同时具有人体胶原蛋白的典型生物学功能和稳定的三螺旋结构的胶原蛋白,其中三螺旋结构是保证胶原蛋白活性以及功能的基础。

人源化胶原蛋白够避免动物源胶原蛋白的一系列问题,真正做到与人体自身胶原蛋白完全相同,实现与人体自身胶原蛋白相同的功能与作用但技术层面上来说,如何实现筛选、发现、设计、制备、鉴定出胶原蛋白的核心功能区是一个浩瀚的工程,以三型胶原蛋白举例,它全长有1466个氨基酸,3万多个候选区域,这就代表着无数次的实验与失败。只有破解了他的核心功能,其真正的作用机制方可向我们展现。

其中重组人源化胶原蛋白是由DNA重组技术制备,优化选择其中水溶性强、生物活性高的部分氨基酸序列进行密码子优化和拼接重组,得到了全新的重组人源Ⅲ型胶原蛋白序列,利用生物发酵、蛋白纯化等工艺制备。其氨基酸序列的重复单元与人胶原蛋白氨基酸序列特定功能区100%相同,不含非人胶原蛋白的序列片段。免疫原性风险低;生物相容性好。具有三螺旋结构,相关结构数据已被国际蛋白结构数据库(PDB)收录。具有高于人体Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白的细胞粘附性,形成了网状纤维结构,具有良好的修复特性。

其中良好的特性使重组III型人源化胶原蛋白在化妆品及医疗领域体现出巨大的价值,对于护肤领域的意义是划时代的,能真正的做到同源修复,真正的修复皮肤的胶原网状屏障,做到从源头护肤。

同时重组III型人源化胶原蛋白在中国生物材料领域也有着颠覆性的突破,经科学研究表明,把它们涂在血管支架上,获得了非常好的内皮再生功能,促进血管的良好修复,这种技术有望催生国际领先的下一代血管支架产品。而在妇科治疗中,重组人源化胶原蛋白可以高质量地修复子宫内膜损伤,并且对粘膜有超乎想象的修复再生能力,为私密美容带来了新的希望,其中“兰蜜”系列产品就形成了完整的应用体系。

十年磨一剑,从精准的原子结构解析到功能区确认、再到产业化生产,推动了人源化胶原蛋白产业标准化、规模化、高端化及成果转化,真正以创新引领发展,以科技服务健康成为推进中国医药产业发展的领跑者,填补了全球各种相关技术空白,必将成为人类对胶原蛋白研究的里程碑。

Tags:突破 传统 材料 壁垒 重组 胶原 蛋白 新时代 已经 到来 发布者:晨晨
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