历经10余年、数万次的反复实验和不断创新,近日,重庆大学生物医药与健康工程实验室与海默斯生物携手攻克技术难题,成功研制出功效显著的重组人源角蛋白,纯度高达95%以上,并在全球范围内率先实现以重组人源角蛋白为核心成分的护肤品规模化生产。
据了解,角蛋白是一种具有止血、修复和保护功能的优质蛋白,是构成毛发及表皮的主要成分,也是构成细胞膜、脑灰质、脊髓、视网膜神经等组织的主要成分,具有保护皮肤、呵护毛发、参与体内环境调控、呵护眼球等强大的功能。然而,当前全球市场的角蛋白全部来自于动物源毛发,且均采用传统的化学浸提法制备而成,角蛋白活性和安全性得不到有效保障。
突破技术壁垒质量更稳定
合成生物学技术引领“第三次生物科技革命”,正是基于合成生物学核心理念和关键技术,重庆大学生物医药与健康工程实验室王伯初、郝石磊团队对人源角蛋白基因进行重新设计、构建工程细胞表达人源角蛋白并进行分离纯化,制备出性能更优的重组人源角蛋白材料,解决了动物源角蛋白活性丢失、病毒隐患及免疫原性等问题。
王伯初教授介绍说,全球范围内角蛋白的基础研究和应用研究已有100多年的历史,临床应用可追溯到我国《本草纲目》中“止血、生肌”的中药血余炭,这些充分证明了角蛋白的医用价值。我们团队主要是在前人研究的基础上,进一步挖掘每一种角蛋白(人体中有54中角蛋白)的功效特点和解析其作用机制,并采用合成生物学技术制备出活性高、安全性高的角蛋白,为其在生物健康领域中的转化打下坚实基础。
郝石磊教授进一步介绍说,在产业化应用转化方面,采用现代合成生物学技术制备的重组人源角蛋白具有传统角蛋白不可比拟的优势,主要体现在5个方面:
首先是强生物活性,维持了角蛋白天然的α螺旋结构,稳定的特性中又兼具柔韧性,还保有强生物活性。
其次是低免疫原性,基于人源基因序列的设计改造,有效避免人体对异体源角蛋白的排异反应。
第三是更强的亲水性,天然角蛋白不溶于水,专利技术改造使得重组人源角蛋白具有更强的亲水性及水溶性。
第四是原料质量可控,构建好高效表达菌株后,采用微生物发酵、分离纯化的方法,使得表达量、纯度、回收率等指标可控,且制备的是一种单一的角蛋白。而化学法提取的角蛋白是多种角蛋白及角蛋白片段的混合物,难以建立质量控制标准。
第五是绿色可持续制造,合成生物学技术是国家重点支持的技术方向,且符合国家“绿色制造”的战略,对环境友好,生产制造可持续。
重组人源角蛋白技术研究成果丰富
人体角蛋白数量多、结构分类复杂,如何做到角蛋白功能的精确定位需要大量的科研投入。王伯初、郝石磊研究团队始终坚守初心,十几年如一日,在角蛋白研究领域取得了可喜的研究成果。纵观全球重组人源角蛋白技术研究领域,重庆大学生物医药与健康工程实验室绝对拥有至高的话语权,他们最早开始重组人源角蛋白技术研究,而且SCI收录的关于重组人源角蛋白的论文百分之九十以上都是该团队发表的,可以说是首创的重组人源角蛋白材料填补了世界重组人源角蛋白领域的空白。
研究团队早些年已率先证实了重组人发角蛋白与角蛋白提取物相比具有更强的创面修复效果。进而利用重组人源角蛋白相继探究了人发角蛋白的巨噬细胞调控及抗炎修复机制、材料自组装机制和止血机制,并在机制探索的过程中不断通过改善重组人源角蛋白的水溶性和材料成型的机械性能,以增强创面止血和修复效果。此外基于角蛋白潜在的生物活性支架材料特性,我们还将角蛋白成功应用于脑出血治疗、胃溃疡修复和胃内药物递送。具体研究成果收录在Adv. Funct. Mater 、Nano Lett、J Control Release、ACS Appl Mater Interfaces等工程技术一区、医学一区的国际顶级期刊。
广泛用于医疗、美妆领域
海默斯生物依托重庆大学生物医药与健康工程实验室坚实的科研后盾,深耕重组人源角蛋白技术研究领域十余载,技术储备扎实且技术壁垒极高。
“我最开始接触这个项目并决定来投这个项目,是因为第一次来海默斯,同事送了我一支角蛋白牙膏,它的修复效果真的非常好。我反复的口腔溃疡困扰十多年,抱着试试的心态用了角蛋白牙膏后,我的口腔溃疡不但治愈了,而且没有再复发。这彻底坚定了我对角蛋白事业的信心。”海默斯生物总经理王霄琼说。
但是技术研究距离商业成功转化过程还有很远的路要走。截至当前,全球范围内的角蛋白成功转化案例寥寥无几,国内的角蛋白材料在医学临床中的应用仍是空白,仅限于护发领域。创立海默斯生物进行重组人源角蛋白新型材料的生物健康领域转化,任重道远。
当下,公司的战略规划非常清晰,经营上“两条腿”走路。“一条腿”是围绕重组人源角蛋白差异性开发消费类产品,包括护发、口腔、护肤等妆字号产品。海默斯生物也是在国内开创重组人源角蛋白修复肌肤屏障受损的先河,开发了重组人源角蛋白系列护肤产品,并建立了自己的渠道。目前,重组人源角蛋白系列产品广受大众喜爱,特别是在美容院线针对光电治疗后受损的肌肤屏障的护理,有着非常好的口碑。同时,海默斯也极力与国内各大知名品牌建立战略合作,针对口腔、护发产品的开发,海默斯提供技术支撑,资源互补。
另“一条腿”是:作为重组人源角蛋白核心价值体现及公司长远战略目标,海默斯坚持把重组人源角蛋白往生物医药高端产品转化,切实解决临床难题。公司的先导产品是一款创面用凝胶敷料,针对糖尿病足、褥疮等大面积难愈合性创面,重组人源角蛋白凝胶能够加速创面的愈合,竞品对比研究证明其作用显著优于对比的胶原蛋白和生长因子类产品。该产品能够减少创面感染和截肢的风险,减轻患者经济负担和社会负担。这也是王霄琼总经理一直坚定的“为自己做点事、为他人做点事、为社会做点事”。