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为解决激活素 A（AA）生产难题，研究人员开发植物生产系统，发现其影响癌细胞行为，意义重大。
《植物源激活素 A：癌症研究的新希望》
在生物制药的广阔领域中，激活素 A（Activin A，AA）作为一种具有多种重要生物学功能的蛋白质，却面临着生产受限的困境。传统的微生物和哺乳动物生产平台，虽各有优势，但也存在诸多问题。微生物生产系统在蛋白质折叠、糖基化等翻译后修饰方面存在不足，且纯化过程困难，导致稳定性问题突出，还可能引发免疫原性；哺乳动物生产系统虽能进行适当的蛋白质折叠和修饰，却成本高昂、培养条件复杂，大规模生产的效率难以提升。而植物表达系统，作为一种新兴的生产方式，逐渐崭露头角。它就像一座潜力巨大的宝藏，具备低成本、大规模生产的能力，还能有效避免人类病原体的污染，为生物制药带来了新的曙光。在这样的背景下，为了突破激活素 A 生产的瓶颈，韩国研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。
研究人员旨在开发一种安全、稳定且高效的基于植物的激活素 A 体外生产系统，并评估其在癌细胞中的生物学活性，探索其在癌症研究中的潜在应用。
为了达成目标，研究人员运用了多种关键技术方法。在基因工程方面，通过农杆菌介导的转化技术，将含有激活素 A 基因的载体导入水稻细胞，构建转基因细胞系。利用反转录定量 PCR（RT-qPCR）技术，检测基因表达水平；采用蛋白质免疫印迹（Western Blotting）分析，鉴定蛋白质的表达和分泌情况。此外，运用 Southern 印迹和反向 PCR（Inverse PCR）技术，确定 T-DNA 在植物基因组中的插入位点和拷贝数。
研究结果如下：
- 转基因细胞系的开发：通过农杆菌介导转化，将重组人 AA 的 βA亚基导入水稻细胞。最初使用含弗林（furin）识别位点的载体，发现弗林切割效率低。随后将切割位点替换为肠激酶（EK）识别位点，成功筛选出高表达的细胞系，如 AA_EK #71，其成熟 AA 表达量达 8.44 μg/g 愈伤组织鲜重，且能高效形成二聚体123。
- T-DNA 整合特征：通过 Southern 印迹和 Inverse PCR 分析，确定了 T-DNA 在细胞系中的插入位点和拷贝数。如 AA_EK #69 有两个插入位点，分别位于染色体 7 和 4 的基因间区域；AA_EK #70 的 T-DNA 以串联重复形式插入染色体 10 的基因间区域，类似单拷贝插入，对植物内源基因功能影响较小45。
- 蛋白质稳定性研究：研究发现，植物源 AA 在 pH 7、4°C 条件下稳定性最佳。在该条件下储存六个月，仍能保持较高稳定性。同时，在温度低于 -20°C 时，其稳定性也能得到有效维持65。
- 功能特性研究：利用荧光素酶报告基因检测，发现植物源 AA 能显著增强 HEK293T、Huh7 和 MCF7 癌细胞中的 AA 信号活性。在 Huh7 细胞中，通过激活 Smad 通路抑制癌细胞生长；在 MDA-MB-231 乳腺癌细胞中，却促进细胞迁移，这表明 AA 的功能因细胞类型而异789。
研究结论和讨论部分指出，该研究成功证明了植物源 AA 在癌症研究中的潜力。植物表达系统为 AA 的大规模生产提供了可行途径，且植物源 AA 能形成具有生物活性的二聚体，与传统哺乳动物系统来源的 AA 功能相似。同时，研究还揭示了 AA 在不同癌细胞中的复杂作用机制，其功能受细胞环境影响显著。这一研究成果为生物制药领域提供了新的思路和方法，为后续开发基于植物源 AA 的癌症治疗策略奠定了坚实基础，也为解决其他生物制药难题提供了借鉴。在未来，有望进一步优化植物生产系统，提高 AA 产量和质量，深入探索其在癌症治疗中的应用潜力，为攻克癌症这一重大疾病带来新的希望。
