近年来,重组胶原蛋白不仅是最炙手可热的赛道之一,亦是万众瞩目的市场新星。据公开数据,2023年重组胶原蛋白市场规模达188.2亿元。
尽管发展速度惊人,但当前国内外重组胶原蛋白行业主要以生产胶原蛋白片段为主,全结构、高活性功能性蛋白的研发与生产依然面临种种挑战,这也引发了行业在产品结构、活性、功效和应用方面的激烈竞争。
这当中,功能蛋白的技术限制成为亟待解决的难题,并涉及几项关键性挑战:如何找到功能蛋白的核心功能区并合成出其特殊结构?如何使结构呈现出最强的功效?如何将功能蛋白的活性完整保留,甚至高于自身蛋白的功能?
在此背景下,重组人源性弹性蛋白凭借其创新性、结构特殊性和应用广泛性,在所有商业化重组蛋白产品中表现卓越,效果优于目前所有商业化重组蛋白,并在胶原蛋白的竞争中脱颖而出。而广州先进再生医学科技有限公司(下称“先进再生医学”)作为国内率先深耕弹性蛋白领域的企业,无疑展示了其领导行业走向新高度的潜力。
01
国内顶尖团队携手突破
开创重组人源性弹性蛋白先河
“中国美妆看广东,广东美妆看广州”。在广州这片敢为人先、创新务实的土壤上,凭借极具前瞻性的视野与强大的技术创新能力,先进再生医学开创了重组人源性弹性蛋白的市场先河,也使得该公司在激烈的行业竞争中脱颖而出。
据悉,先进再生医学专注于弹性蛋白的研发和生产,并在全球范围内率先完成了重组人源性弹性蛋白的设计、研究开发以及规模化生产。同时,先进再生医学还建立了一套全流程自主控制的完整产业链体系,涵盖从弹性蛋白的生物序列筛选、菌株构建、功能性验证直至产业化转化的各环节。
在取得显著成绩后,先进再生医学仍然持续加大对研发的投资。今年先进再生医学已在广州南沙横沥生物医药产业园,正式启动了重组人源性弹性蛋白生产基地的建设项目,总投资超亿元。
据了解,该投资将被用于建立一个专业生产弹性蛋白的生产车间,且全线产品严格遵循第三类医疗器械标准生产,并采用百级净化标准车间,以确保达到业内最高标。此举预计将使重组人源性弹性蛋白植入剂年产量达百万支,并率先实现国内市场首次规模化生产。
成为行业先锋的背后,不仅归功于先进再生医学对研发的持续投入,也得益于其建立了一支专业的人才团队。据介绍,先进再生医学公司创始人林助凤在过去14年中,一直深耕于前沿功效原料研究和不懈探索皮肤问题的解决方案,以及开拓可持续的功效原料,并深刻洞察了弹性蛋白这一领域的潜力和重要性。
先进再生医学创始人林助凤
在林助凤看来,“重组人源性弹性蛋白所具有的特殊仿生β-螺旋结构以及由此带来的卓越弹性与韧性,将成为未来驱动皮肤护理、医美注射、生物止血(医疗材料)、以及细胞培养材料等多个领域变革的关键力量。”
与此同时,先进再生医学的发展亦离不开另一位联合创始人肖建喜的贡献。据公开资料,肖建喜现任兰州大学化学化工学院教授、博士生导师、萃英学者,并荣获甘肃省“飞天学者”特聘教授的称号。此外,肖建喜还是兰州大学-中国生物-兰州生物胶原蛋白联合研究中心、甘肃省医用胶原蛋白工程研究中心以及兰州市胶原蛋白产学研科技合作基地负责人。
先进再生医学联合创始人肖建喜
在肖建喜的带领下,先进再生医学研发团队汇集了众多高端人才,包括1位副教授、4位博士后、12位博士研究生和15位硕士研究生。据悉,这支团队长期专注于弹性蛋白等皮肤功能蛋白的基础研究和产业转化。凭借专业的研究深度和广泛的科研协作,该研发团队在国际知名学术期刊上已发表80余篇研究论文,其中多篇被评为期刊封面文章和热点论文。
先进再生医学研发团队
此外,该研发团队还积极推动科技成果的知识产权保护,已申请70余项发明专利,包括2项国际专利,并成功获得40余项专利授权。这,不仅展示了先进再生医学在科研领域的影响力,也为公司的技术创新和行业领先地位提供了坚实的支撑。
先进再生医学团队成果
02
五大关键核心技术
打造重组人源性弹性蛋白新高度
众所周知,弹性蛋白是人体内一种重要的结构蛋白,广泛存在于血管、肺、韧带、皮肤等结缔组织中。弹性蛋白原交联形成大分子网状结构,再与微原纤维结合组装成弹性纤维,是天然弹性蛋白的主要存在形式。
受技术限制影响,据悉,当前全球尚未有一款与天然人弹性蛋白结构组成、序列功能片段,以及生物学功能相一致的重组人源性弹性蛋白产品获批上市。
值得一提的是,在针对重组人源性弹性蛋白的研发上,先进再生医学研究团队克服了众多技术挑战,并经过8年攻关和结合基因工程学和结构生物学等领域的尖端技术,首次发现一段来自人体弹性蛋白的高活性功能区。
据介绍,依托独家的序列设计技术,先进再生医学从人弹性蛋白中优选出具有核心功能区的序列(AAAAAKAAAKAAQFGLVPGVG);另外,利用独创的高亲源影印技术,该公司研发团队获得了与人弹性蛋白一致的序列,且成功制备出三维交错构型嵌合+S-Pro扣环组成的β-螺旋结构。
重组人源性弹性蛋白的氨基酸序列及其在蛋白三级结构中的位置
相较于其它类型的重组人源性弹性蛋白分子而言,该结构表现出更加有序且规整的特性,交合程度更高,纯度高达98%;同时,通过利用专利技术调控合成速度,还能实现确保了蛋白质能够充分组装,从而最大限度地保持了其高活性成分。
重组人源性弹性蛋白CD光谱
A:重组人源性弹性蛋白的SDS-PAGE图
B:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱图
具体而言,在研发过程中,先进再生医学使用了包括100%人源序列重编排技术,以及二级结构折叠技术、可溶性高表达发酵技术、特异性酶切纯化技术和内毒素残留去除技术在内的5大核心前沿重磅技术。可以说,这些技术的综合运用体现了其在生物技术领域的创新实力,也确保了产品的高质量和高效能。
典型如先进再生医学开发的独家二级结构折叠技术,该公司研发团队借助于领先的AlphaFold3技术,对弹性蛋白的结构进行了广泛的解析预测与深入研究,同时引入PyMOL进行分子模拟和结构可视化,并通过实施定点突变技术等,最终成功设计制备出具有仿生天然弹性蛋白弹性关键结构域的三维交错构型嵌合的β-螺旋“类弹簧”结构。
独家序列编排及密码子优化
据介绍,该结构通过亲水端序列(AAAKAAAKAA)和疏水端的序列(VPGVG)相互作用,逐步交织并紧密结合,最终形成具有高级结构的高度耐用弹性蛋白。这一独特的结构将传统弹性蛋白的柔韧性提升5.3倍,使其在恢复皮肤弹性方面的功效是同期其他蛋白产品的2倍以上。
又如独家可溶性高表达发酵技术,该技术的核心在于采用经过特殊改造的、独家开发的基因工程菌株,并结合pCold-III冷诱导表达系统,通过利用强效的冷诱导启动子cspA,在低温条件下激活外源蛋白的高效表达,有效避免高温环境下包涵体形成的问题,从而显著提升目标蛋白的可溶性、生物活性和表达水平。
此外,通过协同应用优化的B-index发酵技术,并配合先进的动态补料系统,使得发酵过程可以精确控制,确保菌株在指数生长期保持动态平衡状态。这种富集培养方式能够在极短的时间内促使重组人源性弹性蛋白实现爆发性累积,与传统发酵方法相比,产量能够提升近500%。
独家工程菌设计结合B-index发酵技术实现可溶性高表达
独家特异性酶切纯化技术则是先进再生医学另一项创新成果。据介绍,该公司研发团队首先通过引入特异性纯化标签,与亲和介质相结合,完成目标蛋白的初步富集;随后,通过调节温度促使弹性蛋白在特定温度下聚集,进一步富集目标蛋白;最后,采用靶向酶切技术精确去除非活性片段及非人源性标签,确保纯化过程中的蛋白质质量和活性。
先进再生医学公司方面称,“这套经过精心设计的特异性纯化技术,在研发重组人源性弹性蛋白的过程中取得了显著成果。在纯化的单一步骤中,该技术能实现高达100倍的富集率,同时保证目标弹性蛋白以超过98%的纯度被提取出来,大幅度缩短了纯化所需时间,并显著降低了生产成本。”
重组人源性弹性蛋白的特异性亲和纯化
03
瞄准原料创新应用
新一代抗衰老原料即将问世
得益于多项独家技术的集成应用,先进再生医学开发的重组人源性弹性蛋白优势明显,并在市场化应用中展现出巨大的价值,标志着弹性蛋白产业的新维度。
比如,在功能性护肤品领域,重组人源性弹性蛋白被誉为“安全无痛的护肤式热玛吉”,是抗衰配方的理想成分;在医疗器械领域,其展现出了无疤痕的伤口修复效果;而在医美领域,其又可作为植入剂或水光针材料使用,在面部轮廓塑形和肤质改善方面实现“非手术式线雕”效果。
但在重组人源性弹性蛋白的多种功效中,其抗衰老特性尤为显著,这一特性源自弹性蛋白独特而复杂的分子结构。据悉,弹性蛋白由名为弹性蛋白结构的亚基构成,这些亚基通过一个特殊的交联方式相连,形成了复杂的三维网络结构。这种结构赋予了弹性蛋白弹性,能够在受到拉伸时延伸,并在停止拉伸后迅速恢复原状。
弹性蛋白结构的特殊性
据介绍,在这一特殊的结构之下,先进再生医学的重组人源性弹性蛋白以其独特的分子设计和结构特性在重组人源性弹性蛋白中独树一帜:它是由特有的纤维单体组装而成的流层型结构,这种结构是核心功能区的最佳呈现,可以诱导成纤维细胞转变为肌成纤维细胞,显著提升皮肤整体的柔韧性和适应性,从而更有效地支撑、保护细胞,引导细胞重建正常生态,活化细胞机能。
重组人源性弹性蛋白特殊单体
重组人源性弹性蛋白单体自组装流层结构表征示意图
林助凤称,“正是基于这种独特的结构设计,先进再生医学重组人源性弹性蛋白的抗衰效果才更为全面和显著,不仅能起到淡化皱纹的效果,还能提升皮肤的紧致度和弹性。”因此,重组人源性弹性蛋白也被称为“新一代抗衰老原料”。
值得关注的是,重组人源性弹性蛋白抗衰老功效的开发和应用,也正好与国家对于抗衰老产业政策导向相契合。今年年初,国务院办公厅发布首份以“银发经济”命名的一号文件,明确了抗衰老产业的政策大方向,一时间,一众国货和外资品牌都集中科研力量主攻抗衰市场。
当前,重组人源性弹性蛋白与各种疾病的关系也被广泛研究,由于弹性蛋白是血管和韧带等的主要构成成分,先进再生医学公司在人工血管、心脏支架再生医疗领域的应用研究也在同步推进。
原弹性蛋白血管支架促进新动脉快速再生[1]
人重组弹性蛋白生物墨水在3D心脏组织打印中的应用[2]
据先进再生医学方面透露,该公司研发团队将专注于研究成果往实际应用的转化,重点围绕研究弹性蛋白在医美注射、药物递送、功效护肤、医疗器械,打造全方位的技术护城河。
先进再生医学功能蛋白产业平台
04
做重组人源性弹性蛋白“实证科学”引领者
众所周知,化妆品原料的功效不能只是说说而已,更需要经过科学和专业的功效检测来进行验证。基于此,先进再生医学对重组人源性弹性蛋白进行了详尽的临床实验研究,以证实其在改善皮肤纹理、增强皮肤紧致度、促进皮肤修复等方面的有效性。
据第三方实验结果显示,受试者连续使用重组人源性弹性蛋白14天后,法令纹、鱼尾纹、眼下纹面积均明显减少;皮肤弹性、紧致度和光泽度则明显增强;皮肤下垂程度明显改善。多项实验数据表明,重组人源性弹性蛋白在紧致皮肤、重塑弹性和皮肤屏障恢复均有明显效果。
另据此前先进再生医学的研究成果,重组人源性弹性蛋白显著促进了成纤维细胞HFF-1的增殖,加速了皮肤细胞的再生。小鼠表皮的恢复情况及HE、Masson染色结果表明,重组人源性弹性蛋白凝胶在7天内基本修复了小鼠因紫外线引起的表皮损伤(光老化),与空白组的正常皮肤相比无显著差异。
重组人源弹性蛋白RE凝胶的细胞增殖结果及染色图
弹性蛋白修复紫外损伤模型小鼠的皮肤组织及HE、Masson染色图
据了解,在临床应用上,重组人源性弹性蛋白对于皮肤病的治疗,特别是光电治疗、微整形之后的修复效果方面展现出卓越的能力。
就此,肖建喜介绍了重组人源性弹性蛋白在医学领域应用的重要性。他指出,该弹性蛋白无论是在被吸收前作为新组织的细胞支架,还是被吸收转化为新生组织,都与细胞周围的基质有着良好的协调作用。在这两个阶段,它都能与细胞周围的基质进行良好的协同作用,为成纤维细胞、角质细胞和上皮细胞等提供必要的粘附位点,这对促进细胞迁移至创面、进而加快伤口愈合进程至关重要。这也使得重组人源性弹性蛋白成为治疗皮肤创伤的理想选择,有效避免了疤痕形成的可能性。
前述多项权威检测功效结论,无疑有力证明了先进再生医学重组人源性弹性蛋白的科学功效,也将为这一原料更为广泛的应用提供重要支撑。在应用层面,先进再生医学以实证科学的方法,让产品功效实现了可视化、数据化,推动行业迈向“功效可视化”的全新阶段。
值得关注的是,8月20日,先进再生医学将于广州召开重组人源性弹性蛋白新闻媒体发布会,众多国内头部品牌、头部代工厂都将悉数参与,届时将深入详细地介绍重组人源性弹性蛋白的研发背景、科研成果及其在各领域的应用前景,展现这一创新原料的广泛潜力。
总体而言,在重组胶原蛋白方兴未艾的当下,先进再生医学凭借多年积蓄的实力,此刻发力无疑是最佳时机。得益于其强大的研发实力作为支撑,先进再生医学未来无疑有望成为重组胶原蛋白行业中的一颗新星,引领行业发展新趋势。
注:
[1] Wang Z, Mithieux S M, Vindin H, et al. Rapid regeneration of a neoartery with elastic lamellae[J]. Advanced Materials, 2022, 34(47): 2205614.
[2] Lee S, Sani E S, Spencer A R, et al. Human‐recombinant‐Elastin‐based bioinks for 3D bioprinting of vascularized soft tissues[J]. Advanced materials, 2020, 32(45): 2003915.