研究人员在实验室中更靠近生产肝素

在最近揭晓在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一项研究中，加州大学圣地亚哥分校（University of California San Diego）的研究人员在造就细胞中生产肝素更进一步。肝素是一种医院最常用的药物，在体内外都有抗凝血作用。临床上主要用于血栓栓塞性疾病、心肌梗死、心血管手术、心脏导管检查、体外循环、血液透析等。随着药理学及临床医学的希望，肝素的应用不停扩大。但现在还不能以细胞造就为基础生产肝素。

研究人员发现了肝素生物合成的关键基因：ZNF263（锌指卵白263）。研究人员认为，这种基因调治器是肝素工业化生产历程中的一个关键发现。其目的是使用基因工程在工业细胞系中控制这种调治因子，为在可控细胞造就中宁静地工业化生产肝素铺平门路

肝素现在主要从牛肺或猪小肠粘膜提取，这是出于宁静性、可连续性和宁静性的思量。每年需要数以百万计的猪来满足我们的需求。此外，十年前，猪制剂中的污染物导致数十人死亡。因此，有须要生长可连续的重组生产。PNAS的研究为细胞如何准确控制肝素的合成提供了新的看法。

肝素是一类更为普遍的碳水化合物的特殊亚型，称为硫酸乙酰肝素，它由人体和细胞造就中的多种细胞发生。然而，肝素只在一种叫做肥大细胞的特殊血细胞中发生。到现在为止，肝素还不能在细胞造就中乐成生产。

加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）的研究人员推断，肝素的合成必须在某些基因调治因子（称为转录因子）的控制下举行，其组织特异性的泛起可能使肥大细胞发生肝素的奇特能力。

由于肝素的调治因子未知，由加州大学圣地亚哥分校教授杰弗里·埃斯科（Jeffrey Esko）和内森·刘易斯（Nathan Lewis）向导的一个研究小组使用生物信息软件扫描编码肝素生产酶的基因，并特别寻找能代表转录因子联合位点的序列元素。这种联合位点的存在可能讲明相应的基因由相应的基因调治卵白（即转录因子）调控。

“一个DNA序列更喜欢一个叫ZNF263的转录因子，”加州大学圣地亚哥分校教授内森·E·刘易斯（Nathan E.Lewis）解释道。

刘易斯说：“虽然已经对这种基因调控因子举行了一些研究，但这是第一个到场肝素合成的主要调控因子。”

使用基因编辑技术CRISPR/Cas9，加州大学圣地亚哥分校的研究人员在正常情况下不发生肝素的人类细胞系中对ZNF263举行了突变。他们发现，这种细胞株正常发生的硫酸乙酰肝素现在发生了化学变化，显示出一种更靠近肝素的反映性。

实验进一步讲明，ZNF263抑制与肝素生产有关的关键基因。有趣的是，对人类白细胞基因表达数据的分析显示ZNF263抑制了肥大细胞（体内发生肝素）和嗜碱性粒细胞（与肥大细胞相关）。研究人员陈诉说，ZNF263在大多数细胞类型中似乎是肝素生物合成的活性阻遏物，肥大细胞之所以能够发生肝素，是因为ZNF263在这些细胞中受到抑制。

这一发现可能与生物技术有重要关系。工业上使用的细胞系（如通常不能生产肝素的CHO细胞）可以举行基因革新，使ZNF263失活，从而能够像肥大细胞那样生产肝素。

Philipp Spahn，加州大学圣地亚哥分校儿科和生物工程系Nathan Lewis实验室的项目科学家，形貌了该团队正在追求的进一步偏向：“我们的生物信息分析展现了一些分外的潜在基因调控因子，它们也可以促进肝素的生产，现在是令人兴奋的进一步研究工具。”