凝集因子VIII是人类血液中关键的止血蛋白,主要用于治疗血友病等凝血功能障碍。传统上,凝集因子VIII依赖于人类供体血浆提取,但受限于献血者短缺和疾病传播风险,严重影响患者的治疗。
近年来,科学家们通过基因工程技术,将凝集因子VIII基因转入烟草等植物,实现了在植物体内合成该蛋白。这一创新方法不仅降低了生产成本,还大幅减少了病毒传播风险,为血液疾病患者提供了更安全、可持续的蛋白来源。
在美国华盛顿的太平洋西南国家实验室,研究团队采用农杆菌介导转化技术,将凝集因子VIII基因导入烟草叶片。具体操作包括:将烟草叶片切成叶盘,浸泡于低浓度农杆菌溶液中,经过数天培养后,叶盘获得了目标基因。随后,叶盘被转移至含营养的培养基中,经过2至4周分化,形成完整的基因修饰烟草植株。
最终,科学家通过磨碎基因修饰的烟草叶片,并在特殊溶液中提取汁液,获得含有凝集因子VIII蛋白的植物产物。该方法不仅避免了血液传播疾病如肝炎和艾滋病的风险,还显著降低了生产成本——目前传统方法生产1克凝集因子VIII需耗资约两百万美元,而植物工厂有望以更低成本满足全球需求。
植物基因工程生产血液蛋白为血友病等患者带来新的治疗希望,推动了医学与生物技术的深度融合。