促卵泡激素(follicle-stimulating hormone,FSH)在生殖健康领域内具有重要的价值。它不仅可以促进排卵,用于自然妊娠或人工授精,还可以帮助产生多枚卵子,用于体外受精和单精子卵细胞胞浆内注射。随着全球环境的恶化,人类不孕症的发病率日益增高,对FSH药物的需求也逐年增加,对其质量要求也愈发严格。
FSH的主要作用是使颗粒细胞增生,内膜细胞分化,卵泡液形成,卵泡腔扩大,从而使卵泡生长和发育,提高成熟卵泡的有效率,进而提高排卵率与妊娠率。
1. FSH促进卵泡内膜细胞分化,颗粒细胞增生和卵泡液的分泌,以及刺激卵泡内膜细胞上LHR的产生。
2. FSH能提高卵泡壁的摄氧量,增强组织的糖原分解,加速氨基酸向卵泡细胞内的运送,从而促进蛋白质的合成。
1. FSH受体(FSHR)的mRNA位于颗粒细胞表面,在原始卵泡只有1~2层颗粒细胞时,就能找到表达FSHR的mRNA。
2. 研究发现FSHR对于颗粒细胞的分化和卵泡的成熟是必需的,但是当排卵以后,FSHR水平随卵泡的增大而下降。
FSH的糖基侧链主要包含己糖、氨基己糖、岩藻糖及唾液酸4类分子,其中唾液酸的含量与FSH的体内生物学活性及半衰期密切相关。
最早的FSH是从脑垂体中提取的,但因垂体来源有限而未获广泛应用。
人们选择了来源较为广泛的尿液作为提取FSH的原料。但尿源FSH制品仍无法摆脱来源不均一的限制,产品批次间差异较大,由尿液供体带来的安全风险也倍受关注。
近年来,人们开始尝试利用基因工程技术开发新型FSH产品——重组人促卵泡激素(rhFSH)。
rhFSH可保证产品质量的相对均一性,不含LH及其他代谢物污染,安全系数大大提高。但早期的rhFSH生产过程采用微载体悬浮培养,或多或少都使用了血清。
随着时代的发展,人们对血清的潜在风险有了更清晰的认识,现代rhFSH的开发逐渐向无血清工艺发展。
FSH的糖基化修饰对其生物学活性极为重要,原核表达不能获得具有活性的FSH,中国仓鼠卵巢(CHO)细胞是重组蛋白生产最常用的表达体系之一,其安全性及有效性获得了广泛的认可。
在基因构建方面,无血清工艺的rhFSHα亚基基因,包含编码FSHα亚基蛋白的cDNA序列和上游内含子序列。FSHβ亚基基因包含编码FSHβ亚基蛋白的外显子2、内含子2和外显子3序列。
细胞株经过培养工艺优化,在摇瓶中rhFSH的表达水平即可达9 mg/L以上。表达的rhFSH蛋白经纯化后鉴定,体内生物活性与天然FSH一致。
①FSH在生殖健康领域内具有重要药用价值,能够增加用于体外受精的卵子数和可利用胚胎数,提高辅助生殖治疗效率。
②在生产工艺开发方面,尽量减少血清的使用已是必然的趋势,未来rhFSH生产工艺的开发还需重点构建适应无血清条件的高表达细胞株,并对其无血清培养工艺进行优化。