丸美的重组胶原蛋白技术优势是什么？

之前在其他平台写过一个丸美胶原这次的技术升级介绍。那次写的比较偏概述&要点的科普。

我把那次写的一览表直接放到文章最后，有兴趣的可以自己看。

重新梳理丸美这次胶原升级的技术点，我想分为四个等级

1- 补齐：从大肠杆菌体系升级到毕赤酵母体系

表达量更大，真核底盘细胞改造天花板更高，重组胶原可以做得更精巧。完全避免内毒素风险（此前纯化工艺处理后其实也没有），也更安全。添加量多了，功效也更强（抗老数据等）；后面也已经在CHO体系取得了突破进展。

2- 拔尖：之前行业空白，现在前沿

丸美目前的三螺旋做得很好。从羟脯氨酸化，到C-pro环，到翻译暂停。特别是有了羟脯氨酸化技术上的提升，丸美在重组胶原三螺旋上一下子拔尖了。

3- 引领：暂无明确成果，立研究方向

丸美的这次升级，把胶原原料的讨论拉到了「三级结构」之上。

4- 其他的开放性问题：

氨基酸序列设计；重组胶原透皮问题；重组胶原在配方中稳定性问题……

1-补齐：表达体系升级为毕赤酵母

技术概述：

适合重组胶原的表达体系主要有三类，分三个层级，目前行业内对此比较有共识的。

这三级分别是：大肠杆菌体系（原核）➡️毕赤酵母体系（真核）➡️CHO细胞（中国仓鼠卵巢细胞）体系（哺乳）

丸美第一代是大肠杆菌体系，是过去为了实现【翻译暂停】的一种折中选择。但大肠杆菌体系的问题在于，难以满足【蛋白表达量放大】和【羟脯氨酸化】这两大需求。这次升级为毕赤酵母体系，不仅保留了【翻译暂停】的技术亮点，还补齐了之前大肠杆菌体系的不足之处，是技术上一大突破。

横向对比：

市面上在化妆品应用的重组胶原，除了极少数几家，大多数目前都是毕赤酵母发酵的。

另外丸美这次也宣布了，在研重组胶原CHO细胞表达体系。目前宣布过在研CHO细胞的可能只有三家左右。这个还是比较前沿的。

好处：

1）产量更大，成本更低

更换为毕赤酵母之后，最大的收益就是生产过程中胶原表达量的增加。

同时更高级的真核表达体系，使得底盘细胞的改造天花板更高，可以理解为拥有了一个设备更多更智能的胶原代工系统，使得重组胶原的表达有了更优质的可能性。

2）成本可控，添加量提升，功效更强

也因此，可以发现这次新的二代丸美胶原小金针中，胶原的添加量和一代一样，也是超过0.1%的。而且从成分表排序来看（比卡波高），估计大概率是比0.1%这个及格线多不少的。

更高的添加量也带来了更好的抗老功效：

3）内毒素变少，更安全

表达体系的更换还有一个附带的好处是，内毒素问题没有了，尽管丸美此前通过精细的纯化工艺已经做到无内毒素检出，但这次的升级到毕赤酵母，干脆直接把这个风险杜绝了，更安全，纯化工艺更高效了。

2-拔尖：羟脯氨酸+二硫键，更稳定的三螺旋

技术概述：

关于三螺旋，首先想说的是：三螺旋是胶原蛋白区别于其他普通蛋白的最基本的特征性结构。意思是，只有具备了三螺旋，才能称之为胶原。人体现在发现的28种胶原亚型，都是因为具有三螺旋，才能被称为胶原蛋白。

【羟脯氨酸化】和【二硫键】是实现三螺旋的基础（下面会详细讲）

目前丸美已经有了显微图像（AFM）和结构数据（圆二色谱）的证明初步形成了三螺旋结构。

期望后面可以把纤维做得更好看一点（比如补TEM），再补一些稳定性的数据。

横向对比：

能做羟脯氨酸可能有5-10家，能够大规模生产的可能就2-3家，而且每家羟脯氨酸化的效率也不一样。

上面提到，大肠杆菌体系的劣势之一就是无法满足【羟脯氨酸化】的需求。

丸美二代胶原的设计中，通过在毕赤酵母体系中引入羟基化酶P4HA1、P4HB，实现11.3%的羟脯氨酸含量。

丸美做了一个横向对比，供参考：

另外一点二硫键上，

目前只有丸美cpro在宣称二硫键。

（巨子有做一个类似的，但是是七聚体结构，有点奇怪了。在专利CN115947828A，感兴趣的可以自己搜搜看）

好处：

①三螺旋的好处有二：

-结构稳定：有了三螺旋，才有可能结构稳定；解螺旋的胶原肽链极易被水解

-后续结构和功能：三螺旋是后续胶原实现更高级的纤维结构和更多的生理功能的结构基础

②如何理解【羟脯氨酸】和【二硫键】的作用？

三条绳子要成稳定螺旋，得有胶水把他们相互粘住，这个胶水换到胶原中就是化学键。这当中有两种化学键。

其一是二硫键，管顶端固定，开启三螺旋，三条胶原蛋白前α链的C端前肽在协同作用下形成二硫键，形成最初的三螺旋构象。

其二是氢键，管螺旋缠绕，延长三螺旋。GXY结构中，Y=羟脯氨酸/强赖氨酸，这俩可以提供氢键。

用拉链打个比方，二硫键是拉链头，管顶端的固定，氢键是链齿，管后续的延长。二者对于形成稳定的三螺旋结构来说，缺一不可。

丸美的设计中，通过「Cpro环」提供二硫键，羟基化酶提供羟脯氨酸的氢键，最终实现67nm的三螺旋结构。

3-引领：胶原结构研究往更高阶走

胶原有着复杂的结构，除了现在已经被广泛科普的【氨基酸序列】，正在被科普的【三螺旋】【羟脯氨酸化】，还有更高阶的【三级结构】【lumican剪切】【纤维组装】等

2年前重组胶原刚兴起的时候，大家最多讲氨基酸序列，没人讲羟脯氨酸化。

现在大家开始讲羟脯氨酸和三螺旋了，但讲「三级结构」和「胶原纤维组装」的人，还很少。

这就像一级级的爬山，要等大家把三螺旋吃透了，然后才能去啃下一个难题

技术概述：

把上面的胶原阶梯状认知和丸美做过的事情做在一个图里面，可以发现丸美的重组胶原确实一直有在行业的前端。

横向对比：

胶原这件事情上，不单是丸美，整个行业都还有很多事情需要去做

而且，确实也有很多事情可以去快速做起来

4-其他的开放性问题

这两年一直在追各家的胶原，看各家的专利比较多。

有几个个人感受分享一下：

1）胶原从开发到应用，太快了

丸美这一代胶原，对应的专利都是近5年内申请的。

其他家的胶原也是，新技术都是刚出的。

对比一下同期的欧美大厂的成分，630、2MNG、NAHP，这都是10-15年前就基本定好分子结构的。

2）大家研究的，比实际讲出来的要多

比如之前有人质疑的胶原在水溶液中不稳定的问题。其实他如果查一下各家的专利，会发现这并不是什么大问题，都有解决方案了。比如丸美的三螺旋，但解决方案可能不太好跟消费者说，因为讲理论太复杂有门槛，而具像化的表征/demo又还需要时间，沟通成本会反而更高。

3）胶原目前的研究还处在很早的阶段

还有很多问题都是处于开放性的阶段。意思是，它可能存在多种解法，而该如何解、哪种解法最优，目前都不是定论。

我顺着丸美公布的一些其他信息，简单列一下：

a）什么样的氨基酸序列设计更好？（1+3+cpro）

首先，重组胶原的氨基酸序列是肯定没必要完全重复人自身胶原的。这是一个高中级别的常识。因为胶原的氨基酸序列设计中，一定有“代码屎山”，一定有没用的片段。

那怎么设计序列更高效，这就是一个“各显神通“的事情了。

比如，丸美选用的氨基酸序列是1+3+cpro

这是一个非常理工科、有逻辑顺序的解决方案：

1型：负责粘细胞。粘的是成纤维细胞等一类细胞，实现的是胶原支撑的功能

3型：负责粘蛋白。粘的是弹性蛋白、纤连蛋白、GAGs等功能蛋白，提供的是胶原结构网的功能

Cpro：负责粘自己，是形成三螺旋必须的前肽设计

b）重组胶原是如何能透皮的？

透皮上，大家首先最认的是Lipinski法则，也就是500道尔顿法则。

重组胶原分子量肯定是远大于500Da的。

但丸美又有很好的双光子实验数据，证明27kDa的胶原是可以透皮的。

而且还证明了，不单单只从毛囊渗透，还可以从角质细胞间渗透。

那胶原是如何通过表皮屏障的？

Lipinski法则最早是从筛过敏原的数据来的，是否有一些需要再重新考量的点？

期待未来更多、更激烈的讨论

以上