玻尿酸的发现

动物组织来源的透明质酸

透明质酸(hyaluronic acid, HA),又名玻璃酸或玻尿酸,是一种天然的线性糖胺聚糖,广泛存在于动物组织和体液中,在软结缔组织中含量最高[1]。

玻尿酸的发现

图1 HA powder

1934年,Karl Meyer和他的助手John Palmer自牛眼玻璃体内提取分离得到一种由糖醛酸和糖胺己糖组成的大分子多糖,宣布了HA的发现,并且建议用“玻璃酸”命名这种新发现的物质[2]。到20世纪40年代为止,研究人员陆续从其它动物组织中成功的分离到了HA,如关节滑液、脐带、鸡冠等。

玻尿酸的发现

图2 Karl Meyer

二十世纪七十年代,Endre Balazs博士和他的研发团队开发了一种从鸡冠和人脐带中分离纯化HA的工艺和HA鉴别方法,从此,实现了从鸡冠和人脐带中工业化生产HA。

细菌来源的透明质酸

某些细菌的荚膜含有HA,因此HA可以从某些细菌中分离得到,比如Kendall等人在1937年报道的链球菌属[3]。他们将A组链球菌进行发酵培养,然后用乙醇沉淀将黏多糖分离出来。这种由N-乙酰氨基葡萄糖和糖醛酸结构单元组成的黏多糖与牛眼玻璃体或人脐带来源的HA在结构上是一致的。

玻尿酸的发现

图3 细菌的HA荚膜

二十世纪八十年代资生堂首次报道用发酵法生产HA,现今被欧洲药典和韩国药典认可的用于生产HA的菌株为A组和C组链球菌。除了链球菌之外,枯草芽孢杆菌也可以发酵产生HA,但这类细菌本身没有产生HA的基因,因此要通过转基因技术实现。

国内发酵生产透明质酸现状

在国内,HA发酵技术由华熙生物的郭学平博士率先研究成功,并在华熙生物成功的实现了产业化。郭博士的杰出贡献改变了在国内HA只能由动物组织提取的现状,开创了我国发酵法生产HA的新纪元。

到20世纪末,细菌发酵法成为HA生产的主流,也是推动HA工业发展的强大动力。因为发酵技术的引入,HA的生产规模可以迅速的扩大并满足HA在各个领域持续增长的需求。另外,发酵技术使得HA的质量显著提高,生产成本大大降低,推动了HA在各个领域的应用。

商品HA一般为透明质酸钠盐

在HA 的发酵生产过程中,经常会使用钠盐(如氯化钠或氢氧化钠)来增加离子强度或调解酸碱度,因此,大部分HA成品是以钠盐的形式存在,即透明质酸钠。

参考文献

1. Kuo J W. Practical Aspects of Hyaluronan Based Medical Products [M]. CRC Press, 2006:10-12.

2. Meyer K, Palmer J W. The Polysaccharide of the Vitreous Humor [J]. Biol. Chem. 1934, 107: 629-634.

3. Kendall F E, Heidelberger M, Dawson M H. A serologically inactive polysaccharide elaborated by mucoid strains of group A hemolytic streptococcus. J BiolChem, 1937, 118:61-69.


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