図1. ヒト血清アルブミンの構造^[1]

3.組換え血清アルブミンの応用​

3.1. アルブミンは無血清培地サプリメントである

アルブミンは、ハイブリドーマ細胞やチャイニーズハムスター卵巣 (CHO) 細胞などの多くの無血清細胞培養システムの重要な成分です。アルブミンを細胞スキャフォールドに組み込むことで、細胞に必須栄養素と成長因子の供給源を提供し、細胞の生存と増殖を促進します。ヒト血清アルブミンは、モノクローナル抗体、組み換えタンパク質、その他の生物学的製品の生産に使用される細胞の成長と健康を維持するための細胞培養培地サプリメントとして使用されます。また、アルブミンは細胞培養環境をより安定させ、制御しやすくすることで、動物由来の血清に関連するバッチ間の変動と汚染リスクを軽減します。

3.2. 哺乳類細胞培養

アルブミンは、さまざまな生理活性物質と結合するため、重要な輸送分子となります。また、アルブミンは、細胞の生存に有害な活性酸素種を除去します。これらの特性により、アルブミンは、細胞の成長を促進し、さまざまな真核細胞を in vitro で維持するのに最適です。組み換えヒトアルブミンは、免疫細胞、VERO、間葉系幹細胞、HEK293、二倍体細胞、CHO、その他の細胞タイプなど、さまざまな幹細胞、一次細胞、生産細胞タイプに適しています。 

3.3. ワクチンの製造と準備 

HSA はワクチンを安定化させる重要な成分であり、生弱毒化ウイルス、不活化または死滅させたウイルス、ウイルス様粒子、サブユニットワクチンなど、さまざまなワクチンタイプにさまざまな利点をもたらします。HSA の注目すべき特性の 1 つは、疎水性表面と親水性表面の両方をコーティングできることです。これにより、製造から配合、保管まで、ワクチンのライフサイクル全体にわたって、ワクチンの望ましくない非特異的吸着を防止します。イオン性相互作用と疎水性相互作用の両方が可能な結合能力により、HSA は露出したワクチン表面を、ワクチンの有効性を損なう可能性のある望ましくない凝集や粒子形成から保護できます。 

3.4. 体外/体内疾患診断

 HSA は、癌、関節リウマチ、虚血、肝疾患、肥満、糖尿病など、さまざまな疾患のバイオマーカーです。 

3.5 幹細胞治療におけるヒト血清アルブミンの応用 

アルブミンは、長い間、細胞培養培地の必須成分でした。間葉系幹細胞 (MSC)、胚性幹細胞 (ESC)、人工多能性幹細胞 (iPSC)、免疫細胞など、さまざまな細胞タイプの成長を促進する能力は十分に実証されています。細胞培養において、アルブミンは単なる栄養源ではありません。多機能リザーバーとして機能し、必須金属やその他の分子実体を保護し、細胞の継続的な成長と生存に最適な環境を作り出します。

アルブミンは細胞培養への応用に加え、幹細胞の凍結保存にも使用できます。アルブミンの表面コーティング能力により、凍結プロセス中の細胞の安全性が確保されます。さらに、アルブミンの緩衝能力により細胞の完全性に必要な pH バランスが維持され、安定化能力により細胞が浮遊状態を維持し、凍結保存中の細胞の生存能力が延長されます。

さらに、アルブミンは薬物キャリアとしても使用でき、体内での薬物の循環時間を延長し、薬効を高めます。 

4.培養培地中のアルブミンの作用機序 

4.1 結合脂肪酸

アルブミンは、血漿中の非エステル化脂肪酸 (FA) の 99% を運搬します。アルブミンには、7 つの高親和性 FA 結合部位と 20 を超える低親和性 FA 結合部位があります。リノール酸、リノレン酸、オレイン酸などの脂肪酸は水溶液に溶けないため、運搬分子を介して細胞に送達する必要があります。循環アルブミンは通常、1 つまたは 2 つの遊離脂肪酸を運ぶことができます。脂肪酸の結合は、アルブミンの安定化にも役立ちます。細胞培養添加物としてのアルブミンの活性は、結合して細胞に送達する特定の脂肪酸に部分的に依存します。

4.2 金属イオンの結合

金属イオンは細胞培養に不可欠な成分です。HSA は、重要な金属イオン Cu 2+ および Zn 2+ の重要な輸送体です。さらに、銅原子は一価の酸化還元反応を起こし、フリーラジカルの生成を触媒し、銅を細胞毒性にします。生体内では、細胞外銅イオンがアルブミンに結合し、銅の潜在的な毒性を弱めます。各アルブミン分子には高親和性の銅結合部位があり、銅がこの部位に結合すると、フリーラジカル関連の酸化還元反応に関与しなくなります。アルブミンは、Ca、Mg、Mn、Cd、Co、Ni などの他の二価陽イオンにも結合できます。

4.3 HSAの抗酸化特性

HSA の抗酸化活性は、主に 4 つの主要な金属結合部位の酸化還元特性に起因します。遊離 Cu 2+、Fe 2+ およびその他の金属イオンは酸素と反応して ROS を生成しますが、これは H2O2 と相互作用して有害なヒドロキシルラジカルを生成することもできます。一方、アルブミンが金属イオンに結合すると、これらのイオンが ROS 生成に関与する能力が制限されます。

バイオリアクターで行われる工業規模の真核細胞培養には、溶存酸素と、細胞膜を分解する ROS を生成する鉄、銅、コバルト、ニッケルなどの遊離金属が含まれています。BSA または HSA を添加すると ROS 圧が下がり、健康な細胞培養が得られます。一方、アルブミンがこれらの金属、特に銅、亜鉛、バナジウム、セレンに結合すると、細胞によるこれらの金属の取り込みが促進され、培養の成長が刺激され、真核細胞での組み換えタンパク質の生産が大幅に向上します。

4.4 ピリドキサールの結合

アミノ酸は細胞培養培地の重要な成分です。ピリドキサールとその誘導体である 5' ピリドキサールリン酸 (PLP) は、アミノ酸と非酵素的に反応してシッフ塩基を形成します。これらのシッフ塩基は非常に不安定で、金属イオンと接触するとアミノ酸の分解と細胞の成長阻害を引き起こします。遊離ピリドキサール分画はアルブミンに結合することで隔離され、ピリドキサールが in vitro でアミノ酸と反応して破壊するのを防ぎます。

4.5 リボフラビンの結合

リボフラビンは、遊離アミノ酸と反応して分解する別の因子です。水溶液中では、リボフラビンはトリプトファンと結合して複合体を形成します。光条件下では、この複合体は毒性のある生成物に分解します。アルブミンはリボフラビンとそのリン酸（フラビン一リン酸）と結合して、それらを分解から保護します。アルブミンにはトリプトファン結合部位が 1 つあります。

5.製品の特徴 

Yeasen は、ヒト、マウス、ラット、サル、その他の種を含むさまざまな組み換え血清アルブミンを提供しています。