培养细胞的方法、从细胞制备水解物及其应用技术

一种通过体外细胞培养产生细胞水解物的方法，包括以下步骤：通过超声处理裂解细胞以释放细胞中的蛋白质；通过使用蛋白酶消化蛋白质以产生具有小于500道尔顿(Da)的分子大小的短肽；通过将蛋白酶加热到预定温度并于预定时间期间持续加热或将蛋白酶稀释到预定浓度来终止消化步骤，并且通过膜过滤器将来自消化终止步骤的混合物无菌过滤。产生的细胞水解物可用于各种产品，包括但不限于护肤品、伤口护理、化妆品、食品、补充剂、药物和其他医药应用。药物和其他医药应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】培养细胞的方法、从细胞制备水解物及其应用


[0001]本专利技术的实施例一般涉及用于培养细胞的方法和从细胞制备水解产物的方法。本专利技术的实施例还涉及来自培养细胞的水解产物的应用。

技术介绍

[0002]动物肉蛋白质含量高，足够提供构建用于支持身体所需蛋白质的所有氨基酸。传统食用肉是从农场饲养的动物或鱼类中获取的。然而，农业和水产养殖业消耗大量的能源和资源，其碳足印亦高。农业或水产养殖生产的肉类亦会对公共健康造成威胁，因为肉类可能在生产过程中接触到致病原、污染物和毒素。人口增长、肉类需求增加、环境问题、土地和水资源有限、生物多样性丧失以及对动物屠宰的负面看法等一系列问题促使科学家开发出替代生产肉类的技术。
[0003]体外细胞培养肉生产是指利用细胞培养技术在实验室中培养动物肌肉组织或器官组织以制造肉类和肉制品的过程。如本文所述，体外细胞培养肉和肉制品包括动物蛋白制品以及可溶性和固体的非肉制品。虽然体外细胞培养肉和肉制品仍处于早期开发阶段，与传统肉制品相比，体外细胞培养肉和肉制品具有更多优势，例如健康和环境上的优势，以及对动物的好处。体外细胞培养肉和肉制品是下一代新兴技术，属于比细胞农业或从细胞培养制造农产品更广阔的领域。
[0004]从动物活检中获取的细胞(例如肌肉细胞、体细胞、干细胞等)可以作为用于生产体外细胞培养肉的细胞，这些细胞被放在生物反应器或其他无菌环境的培养基中独立于动物活体生长。细胞可以通过在生物反应器中的可食用三维支架上，模仿动物器官生长成半固体或固体。起始细胞可以是直接从动物组织中获得的原代细胞，也可以是连续细胞系。如果在正确的条件下及适当的培养基中生长，原代细胞将根据其细胞脱氧核糖核酸末端端粒的长度所限的次数生长和增殖。而连续细胞系则可以在体外长期培养。细胞生物学端粒研究已经能够将原代细胞转化为不朽的连续细胞系。通过利用病毒癌基因、化学处理或端粒酶逆转录酶的过度表达，我们可以将原代细胞转化为连续的细胞系，以防止端粒缩短。
[0005]培养基含有细胞增殖所需的成分，如氨基酸、盐、维生素、生长因子和缓冲系统，以控制pH值。目前的方法是向培养基中添加胎牛血清(FBS)，以提供重要的大分子、生长因子和免疫分子。然而，胎牛血清来自未出生的小牛不符合不含动物产品的指标。因此从事生产体外细胞培养肉研究的科学家认为在无动物成分的培养基中培养细胞是的一个重要的因素。而某些生长因子可能来自于人类。
[0006]目前的体外细胞培养肉生产涵盖大多数商品肉类种类，例如基于细胞的牛肉、猪肉和家禽肉类。然而，这些肉类具有复杂的组织结构和涉及多种细胞，当前的生物医学技术难以生产这些肉类，成本也很高。体外细胞培养肉生产还缺乏提高肉类蛋白质水平和生物产量的非转基因方法。此外，如上所述，当前的细胞培养技术仍然依赖动物成分(如胎牛血清)作为营养源，以及昂贵的非食品级生长因子。
[0007]除了人类食用外，肉类通常用于生产用于护肤品、化妆品和伤口护理产品的动物
源性原材料。例如，护肤品、化妆品和伤口护理产品通常包含刺激皮肤组织修复和再生的生长因子、细胞因子和细胞外基质(ECM)蛋白。它们包括透明质酸衍生物，以滋润皮肤并减少皱纹；抗氧化剂，以防止与衰老相关的氧化应激。活性成分大多来源于野生动物和野生植物。然而，从野生动物和野生植物中制造衍生原材料具有以下缺点。
[0008]首先，它需要动物和植物来源的恒定供应。对动物产品需求的增加导致更多的动物在农场和屠宰场遭受痛苦和被杀。饲养牲畜的增长也可能给环境或生态系统带来额外的负担。此外，它还可能引起虐待动物和福利问题。
[0009]其次，仅目标蛋白从野生动物或野生植物中提取，而剩余由野生动物或野生植物产生的功能性蛋白质则丢失。通常，衍生原材料是通过从野生动物或野生植物中提取某些目标/感兴趣的蛋白来制造的。提取过程中不会捕获剩余的其他蛋白或营养物质。然而，由于这些功能性蛋白可以增强特定目的的结果，在衍生原料中包括微量的功能性蛋白可能是可取的。例如，与仅从橙子中提取的维生素C相比，橙子中的总营养对于特定目的可能对人类更有益。此外，只是为了获得一些可用的部分来生产衍生原料来饲养动物或种植植物这做法的效率非常低。
[0010]第三，它涉及使用有害化学物质。例如，从鱼皮中提取胶原蛋白涉及一系列步骤，包括将鱼皮与碱性和酸性溶液混合的步骤。这给环境或生态系统带来了额外的负担。此外，它可能会导致潜在的职业危害。衍生原料也可能含有有害化学物质。
[0011]第四，由于环境污染物(重金属、抗生素、微塑料、除草剂、杀真菌剂、杀虫剂)、外来因子(细菌、病毒、真菌、传染性海绵状脑病剂)和野生动物和野生植物中过敏原的存在，存在安全问题。
[0012]第五，在控制分子谱和确定动物源(例如动物血清)和植物源(例如植物提取物、植物水解物)原料的一致性方面存在困难。每批动物源性或植物源性原料均由不同批次的动植物制成，由于温度、收获时间、动物饲料和肥料的类型、害虫和寄生虫的存在等因素的不同，这些原料可能存在显着差异。某个批次中的某些分子可能会引发某些个体的过敏反应。
[0013]第六，进一步的，如果动物源性和植物源性原料取自野生动物和野生植物，则很难溯源。
[0014]作为替代方法，可以通过使用重组生物来产生衍生原料。然而，这种方法涉及使用转基因生物，当这些生物意外被释放时可能对环境有害。此外，每条生产线只能生产一种蛋白质。以这种方法从而获得多种源自原料的蛋白质的效率低。此外，重组生物产生的蛋白还需要进一步分离和纯化。分离和纯化通常涉及多个步骤，导致生产成本增加。此外，通过这种方法产生的蛋白的折叠可能存在差异。在某些变体中，某些功能可能会丢失。
[0015]另一方面，用过的培养基也可以是功能性蛋白的来源。然而，与上述方法类似，它也有几个缺点。首先，它需要不断供应动植物来源。其缺点已在前文中讨论过，在此不再赘述。其次，由于环境污染物(重金属、抗生素、微塑料、除草剂、杀真菌剂、杀虫剂)、外来因子(细菌、病毒、真菌、传染性海绵状脑病因子)和在野生动物和野生植物来源中的过敏原。第三，用过的培养基中不需要的代谢物和废物可能会影响最终产品的纯度。额外的纯化步骤将导致生产成本增加。
专利技术概要
[0016]本专利技术提供可供人类食用的体外细胞培养肉类的生产方法，为上述挑战提供解决方案。
[0017]本专利技术的一个目的是提供一种在受控过程下获得动物来源的原材料和/或植物来源的原材料的替代方法。根据本专利技术获得的衍生原料不含环境污染物、外来物质和过敏原。它还有助于限制与动物衍生材料的生产相关的动物痛苦和牺牲。
[0018]细胞水解物通常从衍生原料中提取，并作为活性成分应用于护肤品、伤口护理、化妆品或食品中。细胞水解物包括但不限于透明质酸。鉴于上述情况，本专利技术的另一个目的是提供一种更有效和利于环境的方法来制造各种产品，包括但不限于护肤品、伤口护理、化妆品、食品、补充剂、药物和其他医药应用。它还为此类产品改善其批次间一致性和产品可追溯性。
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过体外细胞培养产生细胞水解物的方法，包括以下步骤：(i)通过使用超声来裂解细胞以从所述细胞中释放蛋白；(ii)通过使用蛋白酶消化所述蛋白以产生分子大小小于500道尔顿(Da)的短肽；(iii)通过将蛋白酶加热至预定温度并于预定时间期间持续加热或将蛋白酶稀释至预定浓度来终止消化步骤；和(iv)通过膜过滤器对从消化终止步骤获得的混合物进行无菌过...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱宝生，陈解颐，潘竣熺，
申请(专利权)人：奥方特蛋白质科技有限公司，
类型：发明
国别省市：