转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白

转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白由武汉大学生命科学院教授、武汉禾元生物科技有限公司董事长杨代常领衔的研发团队从2006年开始进行植物源替代血浆来源的医药蛋白的研究与开发，现已取得突破性进展并已跨入规模化生产的阶段，填补了国际上此项技术空白。

相关论文于2011年10月31日在线发表于《美国科学院院报》。

该论文在线之际，受到国外Scientist ，Nature news, The Australian, Thomson Reuters, Fox News, Agence FrancePresse (AFP法新社)等美国、英国、俄罗斯、德国、巴西、印度各专业杂志及媒体的广泛关注和报道。

该研究表明由转基因水稻种子生产的重组人血清白蛋白(OsrHSA)在生理生化性质、物理结构，生物学功能、免疫原性与血浆来源的人血清白蛋白一致；并建立了大规模生产重组人血清白蛋白的生产工艺，获得了高纯度和高产量重组人血清白蛋白产品。

利用大量数据证明了转基因水稻种子可取代现有基于发酵的表达技术来生产重组蛋白质是经济有效的。

正如PNAS 审稿人对该文章的评价：“这篇文章解决了在科学上振奋人心、在经济上都非常重要的议题－－即用转基因植物生产血浆产品或其他蛋白产品的技术平台，可代替其他基于发酵的表达技术，其重要性也不言而喻……这篇文章近乎完美地证实了植物生产的医药蛋白和批准临床使用的血浆来源医药蛋白是完全相同的，并提供了翔实数据证明植物系统规模化容易和成本优势。

”目前，人血清白蛋白(human serum albumin)广泛应用于临床治疗和细胞培养领域。

常见的人血清白蛋白大多数从人的血浆中提取，这样的生产方式不仅受到血浆供应的限制，而且还具有携带病毒传播的高风险性。

国际上以重组人血白蛋白替代血源产品的应用已成为趋势，国内市场需求也逐年扩大，2010年已达150吨。

尽管市场广阔，但高纯度重组人血白蛋白的规模化生产技术和质量控制技术却是世界性难题。

转基因食品的开发利用不仅可以缓解世界食品短缺危机, 而且可以提高食品的质量, 甚至可以生产有利于人体健康和具有抗疾病等特定功效的转基因食品。

据报道: 日本科学家利用转基因技术成功培育出可减少血清胆固醇含量, 防止动脉硬化的水稻新品种。

欧洲科学家新培育出了米粒中富含维生素A 和铁的转基因稻, 这一成果有可能帮助降低以稻米为主食的发展中国家缺铁性贫血和维生素A 缺乏症的发病率。

因此, 转基因食品在世界范围内的推广和应用, 对于解决世界性粮食危机、提高人们的健康水平具有重要意义。

—————转基因食品的忧患中国农业科学院生物技术研究所研究员黄大所谓转基因食品, 是指利用遗传工程技术, 根据转入某种特定基因的作物加工成的食品。

目前已上市的转基因食品, 都是用转基因作物加工而成的。

到目前为止, 没有任何证据证明转基因食品对人体有害。

许多人担心吃了转基因食品, 动植物的基因会转移到人体中, 这是由于不了解基因作用原理而产生的一种误解。

实际上, 我们在吃食物时,就吃进了从这种食物的野生亲缘种来的抗病基因和各种其他基因。

其实, 几乎任何食品都含有基因, 不论基因的来源如何, 构成基因的物质DNA(脱氧核糖核酸)进入人体后, 都会被酶分解破坏成小分子, 不可能将外来遗传信息带到人的基因组里。

从这个角度上说, 转基因食品与传统食品并没有差别。

目前最常见的转基因是转入抗除草剂基因及抗虫害基因, 这样能减少农药, 尤其是剧毒、高残留性农药的使用。

农药残余过高一直是目前食品安全的大问题, 抗病害转基因作物能抵抗病菌感染, 从而减少食物中病菌毒素的含量。

此外, 转基因技术也可用于改变食物的营养成分。

通常一种转基因食品从开始研究到初步上市, 要经过急性毒性、慢性毒性、过敏性试验等多种试验, 这个过程约需要8 至10 年, 而目前没有任何一种非转基因食品会经过如此严格的检测。

——————转基因食品对人体有害吗墨西哥国家科学院院长指出$& 各种技术都有被滥用的可能"就像用一把切肉的刀去杀人"我们难道因此就禁止用刀吗% ’对于转基因技术及转基因食品" 只要理性对待" 兴利除弊"它的前景是十分光明的#——————转基因食品利弊互现以基因工程技术为代表的现代生物技术己经在农业、医药、食品等领域展示了巨大的生产潜力, 其在农业上的应用就是为解决上述问题而出现的。

医药级植物源重组人血清白蛋白制备技术医药级植物源重组人血清白蛋白制备技术在当今世界，生物技术的发展已经成为医学和生物制药领域最为重要的技术之一。

而医药级植物源重组人血清白蛋白制备技术，正是生物技术在医学领域的一个重要应用。

本文将从浅入深地讨论这一技术，探究其应用前景以及对医学和生物制药领域的意义。

1. 医药级植物源重组人血清白蛋白制备技术概述在传统的医药制备中，血清白蛋白通常是通过人类血浆提取的。

然而，由于传统提取方法存在着诸多限制和风险，因此科学家们开始探索将重组DNA技术应用于人血清白蛋白的生产中。

植物作为重组蛋白的高效生产平台，成为了制备医药级植物源重组人血清白蛋白的首选。

2. 医药级植物源重组人血清白蛋白的制备原理及技术路线医药级植物源重组人血清白蛋白的制备主要涉及到重组蛋白的基因克隆、表达、纯化和功能评价等关键技术。

通过对植物细胞内主要的生物合成途径进行调控，使其能够表达出与人体血清白蛋白相同的蛋白质。

而后通过分子生物学技术、细胞生物学技术以及蛋白纯化技术等，实现医药级植物源重组人血清白蛋白的高效制备。

3. 医药级植物源重组人血清白蛋白的应用前景医药级植物源重组人血清白蛋白除了具备传统人血清白蛋白所具备的医学应用价值外，还具有生产成本低、来源可控等优势。

该技术在现代生物制药领域具有广阔的应用前景。

在疾病治疗、生物材料及疫苗研发等方面都有着重要的作用。

4. 个人观点和总结医药级植物源重组人血清白蛋白制备技术的发展，标志着医学和生物制药领域进入了一个全新的阶段。

作为一个有着深厚生物技术背景的研究人员，我相信该技术必将在未来取得更加广泛的应用，为医学和生物制药领域带来更多的发展机遇和可能性。

通过对医药级植物源重组人血清白蛋白制备技术的全面评估，我们不仅从技术角度全面了解了这一技术的原理和应用，还深入探讨了其在医学和生物制药领域的应用前景和意义。

希望能够通过本文的阐述，对相关领域的科研工作者和读者们有所启发和帮助。

在水稻上种出“人血清白蛋白”杨代常【期刊名称】《中国农村科技》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】4页(P30-33)【作者】杨代常【作者单位】武汉大学【正文语种】中文项目成果：水稻胚乳细胞生物反应器及其应用课题单位：武汉大学目前全世界范围内血浆都十分紧缺，各国除了从血浆中提取人血清白蛋白之外，都试图采用生物技术生产、重组。

武汉大学生命科学学院的杨代常教授改造了水稻种子从而制造大量的人血清白蛋白，占了种子的总可溶性蛋白的大约10%。

人血白蛋白具有多种临床应用价值，是我国的一线大宗临床用药，广泛地用于肝硬化腹水、烧伤烫伤、手术后体液的补充、失血过多导致的休克、脑水肿、癌症和艾滋病人放化疗的辅助治疗等。

由于1克HSA可保留18 毫升的水，每5克的HSA 保留循环内水分的能力约相当于100毫升血浆或200毫升全血的功能，在战场上可用于补充因失血导致的体液流失。

此外，还被广泛地用于疫苗的赋形剂、蛋白药物的保护剂以及动物细胞和干细胞培养的添加剂。

我国HSA每年需求量估计在420吨左右。

随着国内外生物医药产业的蓬勃发展，HSA的市场需求将持续增加。

由于HSA在临床和生物技术中具有重要作用，存在巨大的市场需求，为摆脱血浆来源有限的产能限制，以及解决利用血浆来源的市售人血清白蛋白存在传染病毒如艾滋病病毒和肝炎病毒等的风险，各国科学家一直在努力寻找一种不依赖血浆、安全廉价的重组人血清白蛋白（recombinant Human Serum Albumin，rHSA）的技术。

自1987年开始，科学家们在细菌、酵母、动物细胞和植物等宿主中进行了大量的探索和尝试，并取得了一定的进展，但细菌、酵母、动物细胞各有缺陷，被证明不适于表达重组人血清白蛋白。

水稻胚乳细胞具有完整的真核细胞蛋白质加工体系，重组蛋白质的翻译、折叠和修饰都与哺乳细胞十分相近；而原核细菌以及酵母表达系统对蛋白的折叠和翻译后修饰都与人类有很大区别，产生的蛋白存在错误折叠和修饰的差异。

南京森贝伽生物科技有限公司
重组人血清白蛋白说明书
仅适于科研，不得用于人体
产品简介：
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。

OsrHSA是一种来源于转基因水稻的重组人血清白蛋白，不含有动物源成分，能为无血清培养基提供更安全的选择。

与胎牛血清（FBS）、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。

同时，OsrHSA也广泛地在生物医药生产中作赋形剂、稳定剂和包埋剂。

产品技术指标：
产品来源：水稻种子
产品货号：0106-500M
外观：白色至浅黄色冻干粉
描述：本产品运用基因重组技术，由水稻胚乳细胞表达并通过蛋白提纯工艺而成的重组人血清白蛋白。

纯度：大于99.9%，通过RP-HPLC以及SDS-PAGE检测
内毒素：小于0.125EU/mg
存储条件：
OsrHSA冻干粉在2-8℃条件下可稳定保存24个月以上。

建议用无菌水重溶OsrHSA冻干粉，重溶的OsrHSA应储存在-20℃。

开封后尽快使用，请避免反复冻融。

武大专家稻米中提取手术常用药物血清白蛋白09-11-25 07:48汉网消息（记者杨佳峰通讯员王怀民）外科手术常用药物人血清白蛋白，由于需要从人血中提取，价格昂贵。

现在，专家可以从稻米中提取人血清白蛋白，从而大幅降低药物价格。

这项技术由武大专家经过4年研究首创，利用该技术，从1亩水稻中可提取2公斤人血清白蛋白。

据了解，这项名为“水稻胚乳细胞生物反应器技术平台及其应用”的国家“863”项目，日前刚刚通过专家鉴定。

该项研究课题组负责人、武汉大学生科院杨代常教授告诉记者，该技术通俗来讲，就是将人的基因通过水稻来表达，然后从水稻中提取带有人类生物特性的人血清白蛋白，500亩水稻大约可提取1000公斤人血清白蛋白。

以中国工程院院士、中国农业大学教授李宁等为首的专家组认为，该技术使传统的蛋白药物的工业发酵生产方式变为农业生产方式生产，在蛋白药物生产方式上产生重大变革，具有极高的推广价值和应用前景，可以产生巨大的经济和社会效应。

目前，我国人血清白蛋白每年临床需要110~120吨，因血浆供应不足，人血清白蛋白市场缺口高达60吨至80吨。

人血清白蛋白在临床上主要用于治疗因失血、烧伤、烫伤、整形外科手术及脑损伤引起的低蛋白血症以及肝硬化、肾水肿等疾病。

协和医院血液科夏凌辉教授称，目前人血清白蛋白完全从人的血浆中提取，因此价格昂贵，现在100克进口人血清白蛋白的价格至少为400元，国产的300元以上。

杨代常教授透露，高纯度的重组人血清白蛋白质量超过国际同类产品，开始进入国际工业试剂市场，可望再经4~5年的努力，使重组人血清白蛋白进入医药市场。

一种从水稻种子中提取重组人血清白蛋白的方法申请号/专利号：201010597544本发明提供了一种从转基因水稻中提取重组人血清白蛋白的方法，包括步骤：１）将含有重组人血清白蛋白的稻米研磨至８０－１２０目，与提取缓冲液按１∶５混合，在５５～６０℃提取１～３小时，得混合物Ｉ；所述提取缓冲液包含１０～３０ｍＭ磷酸盐缓冲液、１０～２０ｍＭ醋酸钠、１５～３０ｍＭ硫酸铵与５～２０ｍＭ辛酸钠，其ｐＨ为６．５～８；２）将混合物Ｉ的ｐＨ调节至４．０～４．５，室温沉淀３～１２小时，得混合物ＩＩ；３）过滤混合物ＩＩ，收集滤液，获得含有高浓度重组人血清白蛋白的溶液。

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 1896239A [43]公开日2007年1月17日[21]申请号200510019084.4[22]申请日2005.07.13[21]申请号200510019084.4[71]申请人杨代常地址430072湖北省武汉市八一路299号武汉大学九区十二栋二门202号[72]发明人杨代常 [74]专利代理机构武汉楚天专利事务所代理人石坚[51]Int.CI.C12N 15/29 (2006.01)C12N 15/10 (2006.01)C12N 15/14 (2006.01)C12N 15/82 (2006.01)C12N 15/65 (2006.01)A01H 4/00 (2006.01)C07K 14/765 (2006.01)权利要求书 3 页 说明书 22 页 附图 4 页[54]发明名称利用水稻胚乳细胞作为生物反应器生产重组人血清白蛋白[57]摘要本发明公开了利用水稻胚乳细胞作为生物反应器生产重组人血清白蛋白的方法，属于基因工程技术领域。

它涉及到利用谷物种子水稻胚乳细胞作为生物反应器来生产医用的重组人血清白蛋白。

利用人类的主要食物之一的水稻胚乳细胞的蛋白体作为重组蛋白的储藏地点，采用水稻胚乳特异性表达的启动子和信号肽，介导重组人血清白蛋白进入水稻胚乳细胞的内膜系统，并储存到水稻胚乳的蛋白体中，从而使重组人血清白蛋白能在水稻种子内大量积累，最终达到较高水平。

其表达水平至少达到水稻种子重量的0.3％以上。

比其他植物表达体系具有更高的产量和更低的生产成本。

200510019084.4权 利 要 求 书第1/3页 1、用于介导重组人血清白蛋白在转基因水稻胚乳细胞中表达的水稻储藏蛋白的Gt13a启动子和信号肽的核苷酸如序列3所示。

2、使用水稻优化的遗传密码子合成的带有重组人血清白蛋白基因载体pOsHSA的核苷酸如序列4所示。

高纯度植物源重组人血清白蛋白的制备方法及其应用高纯度植物源重组人血清白蛋白（HSA）的制备方法及其应用植物源重组人血清白蛋白（HSA）是一种重要的生物医药制剂，在临床和科研中有着广泛的应用。

传统上，HSA通常是通过提取人类血液中的白蛋白获得，但这种方法存在血液供应紧张和传染病传播的风险。

近年来，利用转基因植物制备高纯度植物源重组HSA的方法得到了广泛关注。

高纯度植物源重组HSA的制备方法主要包括基因克隆、转基因植物的构建与转化、植物体内表达和HSA的提取纯化等步骤。

首先，对人类血浆中的HSA基因进行克隆，获取HSA基因的DNA序列。

然后，将HSA基因与适当的启动子、终止子和调控元件进行连接构建成适用于植物表达的表达载体。

接下来，将表达载体通过农杆菌介导的方法导入到目标植物中，使目标植物细胞中含有HSA基因。

在经过一系列的培养和筛选后，选出转基因植物株系并进行扩繁。

在大规模的转基因植物培养过程中，需要对植株进行适当的生长条件控制，以提高HSA的表达水平。

常见的培养方法如液体培养和固体培养等，可以根据需求选择合适的培养方式。

当目标植物达到一定生长期时，可以进行HSA的提取和纯化。

常用的提取方法包括机械破碎和细胞溶解等，用以破坏植物细胞结构，释放HSA。

然后，可通过凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析和透析等技术手段对提取液进行纯化，以去除杂质，并得到高纯度的植物源重组HSA。

高纯度植物源重组HSA在医药领域具有广泛的应用价值。

首先，HSA可以作为生物医药制剂的原料药使用，如制备血浆代用品，用于治疗休克、肝功能不全等疾病。

其次，HSA可以用于制备口服给药的载体，如微球、纳米颗粒等，用于提高药物的生物利用度和稳定性。

此外，HSA还可以作为药物传递系统的载体，如携带药物靶向癌细胞。

与传统的人血浆源HSA相比，高纯度植物源重组HSA具有以下优势：一是植物不具备传染病的风险，可以避免传染病的传播；二是植物源HSA可以实现大规模生产，提高制备效率和降低制备成本；三是植物源HSA可以通过基因工程技术进行定制化的改良，以满足特定的临床和科研需求。