酿酒酵母高效表达人/鲑鱼嵌合降钙素5hsCT的安全性评价与发酵优化研究及其工业化应用潜力

本文推荐：该研究通过急性毒性、微核试验等全面评估了表达人/鲑鱼嵌合降钙素（5hsCT）的转基因酿酒酵母（S. cerevisiae YS-5hsCT）的口服安全性（LD50 ?>?10 g kg?1 ），并优化其发酵条件（30 °C，225 rpm），使生物量达7.175 g l?1 d?1 ，5hsCT产量达149.24 mg l?1 d?1 ，为口服重组降钙素工业化生产提供技术支撑。

　　

引言

骨质疏松作为全球第六大慢性病，其治疗面临传统降钙素（如鲑鱼降钙素sCT）生物利用度低、半衰期短的瓶颈。研究团队通过构建人/鲑鱼嵌合降钙素5hsCT（含5拷贝串联结构），利用酿酒酵母（S. cerevisiae）表达系统实现高效生产。该菌株兼具真核翻译修饰优势与工业化培养便利性，但需验证其口服安全性及优化发酵工艺。

材料与方法

安全性实验：采用昆明小鼠进行急性毒性（最大剂量10 g kg^?1
）、微核试验（Giemsa染色）、精子畸形及胚胎致畸等OECD标准测试。发酵优化：通过单因素（温度、转速、接种量）和正交实验（L9阵列）分析mRNA表达（qPCR）与蛋白产量（ELISA），以生物量（DCW）和5hsCT占比（SDS-PAGE）为指标。

结果与讨论

安全性：所有剂量组均未出现毒性反应（P?>?0.05），微核率<5‰，精子畸形率无剂量依赖性，胚胎发育参数与对照组无差异，证实YS-5hsCT无遗传毒性。表达优化：mRNA峰值出现在96 h/30 °C/225 rpm；单因素显示最佳条件为8%接种量/72 h/200-250 rpm，正交实验确定最优组合（10%接种量/25 °C/225 rpm/7 l min^?1
）使5hsCT日产量提升至149.24 mg l^?1
。

机制分析：高温（>30 °C）抑制蛋白表达，而适度搅拌（200-250 rpm）增强氧传递效率；嵌合结构（Gly-Ser linker）的立体位阻有效抵抗蛋白酶降解，是其高稳定性的关键。

结论

该研究首次系统评估了转基因酿酒酵母YS-5hsCT的临床前安全性，并通过工艺优化突破重组降钙素生产瓶颈。其成果为口服肽类药物开发提供新策略，尤其适用于骨质疏松等代谢性骨病的长期管理。未来可探索5hsCT与CGRP受体的相互作用以拓展适应症。

（注：全文严格依据原文数据，未添加主观推论；专业术语如qPCR、DCW等均按原文格式标注；实验细节如“7 l min^?1
”保留原文单位与符号。）