利用通用染色质开放元件优化重组人 I 型胶原蛋白在哺乳动物细胞中的克隆与表达以提高蛋白质产量

《Scientific Reports》：Optimized cloning and expression of recombinant human type I collagen in mammalian cells using Ubiquitous Chromatin Opening Elements for enhanced protein production

　　

摘要

胶原蛋白是细胞外基质中的一种关键结构蛋白，广泛应用于生物医学领域，包括组织工程、伤口愈合和药物递送系统。与动物源性胶原蛋白相比，重组人胶原蛋白具有显著优势，特别是在生物相容性和规模化生产方面。然而，在实现高产率和确保适当的翻译后修饰方面仍存在挑战。本研究旨在利用 Expi293F 和 HEK293T 哺乳动物细胞系优化 COL1A1 的表达，重点在于提高蛋白质产量。通过使用包含哺乳动物表达载体的普遍性染色质开放元件（UCOE），我们实现了增强的基因表达，使得 Expi293F 细胞中 COL1A1 的产生量比 HEK293T 细胞增加了 2.23 倍。在 Expi293F 细胞中瞬时转染 UCOE-COL1A1 构建体，获得了高产、无内毒素的重组 COL1A1 蛋白，并成功使用 Strep-Tag II 亲和系统进行了纯化。该蛋白表现出适当的 C 端切割，证实了其功能完整性。这些结果突显了 Expi293F 悬浮培养在大规模重组蛋白生产中的优势，并强调了 UCOE 载体在优化哺乳动物系统中基因表达的潜力。我们的研究为推动重组胶原蛋白生产奠定了基础，对生物材料、组织工程和治疗干预具有重要意义。