水稻胚乳细胞生物反应器研究进展

丁一 魏际华 张宁* 舒小丽 吴殿星

（浙江大学应用生物科学系，杭州310029；第一作者：3110100088@zju.edu.cn；*通讯作者：11216028@zju.edu.cn）

水稻胚乳细胞生物反应器研究进展

丁一 魏际华 张宁* 舒小丽 吴殿星

（浙江大学应用生物科学系，杭州310029；第一作者：3110100088@zju.edu.cn；*通讯作者：11216028@zju.edu.cn）

水稻胚乳细胞生物反应器是一种理想的生物活性物质生产工厂，本文综述了以水稻胚乳细胞为生物反应器生产药物蛋白、疫苗、功能肽及非蛋白类生物活性物质的研究进展。

水稻胚乳生物反应器；药用蛋白；疫苗；功能肽

1 水稻胚乳细胞生物反应器的概念与技术优势

生物反应器是指通过基因工程技术生产诸如疫苗、抗体、药用蛋白等人类疾病治疗药物或相关保健产品的生物工厂[1-4]。水稻是世界重要的主粮之一，它高度自交、花粉寿命短，是一种生态安全可控的转基因作物。水稻胚乳细胞生物反应器是利用水稻种子作为生产空间，在胚乳中大量表达目的蛋白及其他生物活性物质。该生产方式较为成熟，具有表达水平相对较高、生产成本低、加工步骤简单等特点。

以水稻胚乳为生物反应器具有显著的技术优势，表现在：（1）水稻胚乳可以提供相对稳定的内环境便于蛋白质的储存，且所表达的蛋白具有较好的亲和性、低敏性；（2）水稻产量较高，蛋白质含量介于8%～19%，有利于大规模富集；（3）稻米蛋白主要储存在蛋白体中，提取较为方便；（4）稻米可存储多年且蛋白不易因变性降解等导致功能损失，因此下游加工可以独立于生长季节进行；（5）已发掘阐明了一些表达能力较强的胚乳启动子，如Gt-1、Gt-2、Gt-3、Gt-13等；（6）由于水稻严格自交，保证了转基因在生态环境上的安全性；（7）生产水稻种子疫苗可以成为无需纯化的口服疫苗。

2 水稻胚乳细胞生物反应器在药用蛋白生产上的研究

2.1 人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子

人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（Human granulocyte-macrohage colony-stimulating factor，hGM-CSF）是一种由人体中的成纤维细胞、内皮细胞、基质细胞和淋巴细胞等产生的糖蛋白激素，它可以在很低的浓度下扩散到全身，并在体内或体外刺激造血细胞的增殖和分化。由于其在免疫系统中扮演着极其重要的角色，hGM-CSF已经被广泛用于癌症化疗和骨髓抑制疗法所引起的白细胞减少症，以及在骨髓移植之后、艾滋病治疗恢复中的促进淋巴细胞增殖。在酵母、转基因动物及植物中已建立了相关表达系统，但效率不高。

Ning等[5-6]在水稻胚乳中建立了rhGM-CSF的表达系统，通过使用胚乳特异性强启动子和最优密码子显著提高了重组表达水平，产物可用于治疗白细胞减少症。研究者通过转基因技术筛选得到转基因植株，进一步验证表明，该转基因植株能大量且仅在胚乳中表达hGM-CSF蛋白，同时亚细胞定位表明其主要在蛋白体I中表达；所得到的OsrhGM-CSF经小鼠实验发现，口服未加工的种子可以有效提高小鼠白细胞的增殖，表明该蛋白与rhGM-CSF具有相同的生物活性。Sardana等[7]也在水稻胚乳中利用Gt1启动子成功表达了rhGM-CSF，但表达效率不高。

2.2 人胰岛素样生长因子1

人胰岛素样生长因子1（Human insulin-like growth factors 1,hIGF-1）是一个具有70个氨基酸的单环小肽，是调节生长、生存、代谢的重要生长因子，在临床上可用于治疗生长激素（Growth hormone,GH）受体缺陷、GH不敏感综合征、hIGF-1基因缺失或GH信号转导途径中的基因缺陷导致的对GH反应性降低等病症，对于I型和Ⅱ型糖尿病及严重的胰岛素抗性综合症也有一定疗效。为满足市场需求，大量的重组人胰岛素样生长因子1（rhIGF-1）在大肠杆菌、酵母、转基因兔子和植物中的制备工艺已被构建。

Xie等[8]成功实现了在水稻胚乳中积累OsrIGF-1，且每粒种子中含量约为136±10μg，达种子总蛋白的（6.8±0.5）%；进一步功能分析表明，OsrIGF-1的融合可以刺激人乳腺癌细胞系MCF-7的体外增殖；动物实验的结果表明，糖尿病小鼠服用未加工的转基因种子，其血浆中的rhIGF-1水平提高，血糖含量降低；葡萄糖及胰岛素耐量测试结果表明，转基因种子可以通过增加胰岛素的分泌量而非增强胰岛素的敏感性而降低血糖；深入组织学观察表明，OsrIGF-1可以通过提高胰岛的活性进而刺激胰岛素的分泌。

2.3 人血清白蛋白

人血清白蛋白（Human scrum albumin，HSA）是一种水溶性的球形非糖基单体蛋白，是人血液中最主要的蛋白质，占血浆的30%和血清的70%。HSA是一种重要的载体蛋白，用以运输类固醇激素、脂肪酸、甲状腺激素等，同时在稳定细胞外液上也具有重要功能。目前，HSA在临床上被广泛用于各种失血性休克的治疗、烧伤和烫伤的体液补充、脑水肿、肾水肿和肝腹水等的治疗，以及癌症和艾滋病的辅助治疗等。包括大肠杆菌、酿酒酵母、转基因动物、转基因植物等大量的表达系统都被用于研究和生产HSA，但都没有实现大规模、高效、低成本的目标。

Yang等[9-11]以水稻胚乳为反应器，通过胚乳特异性表达、密码子优化及蛋白质定向储藏等技术实现了重组人血清蛋白（rHSA）的生产。他们从基因组TP309中扩增出1241bp的Gt13a启动子及信号肽序列与成熟HSA基因融合，通过农杆菌共转化技术筛选得到25个转基因植株，其中9株高产，最高可增产10.58%，遗传稳定。细胞学分析可知，OsrHSA在胚乳细胞质和内质网腔中表达；进一步将得到的OsrHSA与从人血浆中提取的血清蛋白（pHSA）进行各项指标的对比，它们在分子量、氨基酸序列、N-及C-末端序列、熔点上均相同；圆二色谱在近及远紫外区均匹配，光谱分析进一步证实了其二、高级结构均相同；体外生物活性研究显示，OsrHSA比小牛胎血清蛋白（FSA）和pHSA能更好地刺激动物细胞生长，与pHSA具有相同的酯酶活性。利用这种方法生产OsrHSA具有成本低、效率高的优点，表达量高达2.75 g/kg糙米，纯度可达99%，目前已经具备了单批次生产50～60 g的工艺，并开始进行安全性评价和药效试验。

2.4 人类α-1-抗胰蛋白酶

人类α-1-抗胰蛋白酶（α-1-antitrypsin，AAT），又称为人类α-1-蛋白酶抑制剂，是血浆中最重要的一种蛋白酶抑制剂，用于保护肌体正常细胞和器官不受蛋白酶损伤。AAT主要在肝脏中形成，在肺中抑制中性粒细胞弹性蛋白酶。AAT缺乏症是一种遗传性疾病，常伴随肺气肿和肝脏疾病。目前，市场上使用的AAT主要是从人的血浆中获取，因此具有与HSA一样的困境。在大肠杆菌、酵母、黑曲霉菌、动物、植物中均研究建立了rAAT的表达系统，但rAAT大规模生产仍受限制。

Zhang等[12]通过扩增出2832bp的Gt13a启动子及信号肽序列AAT基因融合，通过共转化技术筛选得到了在胚乳中表达OsrAAT的转基因水稻，其产量可达2.24 g/kg糙米，纯度高达97%；进一步研究表明所得到的OsrAAT与pAAT是因蛋白质糖基化的差异而形成的异构体，该异构体之间在生物活性及次级结构上无显著差异。免疫电镜结果表明，OsrAAT表达在水稻胚乳中，糖链分析的结果表明，主要的聚糖分子为小泡特异性的寡甘露糖型。

2.5 纤维素生长因子

纤维素生长因子（Fiber growth factor,FGFs）是一类结构相似、具有相同生物活性功能的肝素结合多肽蛋白家族。目前，已经分离出23种不同的FGFs，其中，碱性纤维生长因子（Basic fibroblastgrowth facto,bFGF）于1978年在牛脑中被分离。bFGF是一个传递发育信号、能促进中胚层和神经外胚层细胞分裂的多肽，具有强烈的血管生成作用，可用于刺激乳腺上皮细胞的生长及治疗哮喘。在临床上，bFGF广泛用于伤口和烫伤部位的恢复治疗，以及心血管和神经退行性疾病的组织修复、伤口愈合等方面。在大肠杆菌、甲醇酵母、大豆种子、蚕、枯草杆菌等上均已建立表达系统，但存在产量低、工艺复杂、可溶性差等一系列的问题。

An等[13]成功利用水稻胚乳来表达OsrbFGF，其表达水平高达99.11~185.66 mg/kg糙米，纯度可达95%以上。深入研究表明，OsrbFGF与rbFGF具有相同的激发NIH/3T3细胞增殖的能力。

2.6 人溶菌酶

人乳中通常含有50~400μg/mL的溶菌酶（Homan iysozyme,Hlys），在眼泪、唾液等其他分泌物中也存在该酶。Hlys是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶，主要通过破坏细胞壁中的N-乙酰胞壁酸和N-乙酰氨基葡糖之间的β-1,4糖苷键，使细胞壁不溶性黏多糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出而使细菌溶解。母乳中含很多类似Hlys的特别蛋白质，而市售的婴儿配方奶粉和婴儿食品均缺乏这些成分，这是临床上儿科医生建议新生儿采用母乳喂养的原因之一。因此，由于各种原因导致无法进行母乳喂养的新生儿，必须要及时补充包括Hlys在内的相关蛋白质。目前，已经在酿酒酵母、米曲菌、小鼠、烟草和胡萝卜中建立了重组人溶菌酶（rHlys）的表达系统，但表达水平较低。

Huang等[14]通过利用Gt-1启动子及其信号肽区域构建了Hlys基因相应的表达载体，转入水稻中获得了在胚乳表达rHlys的转基因植株，产量平均可达糙米质量的0.6%，占总可溶性蛋白的45%。进一步研究表明，与Hlys相比较，rHlys表现出同等的杀菌能力。该产品目前已经商业化，名称为Lysobac®。

2.7 乳铁蛋白

乳铁蛋白（Lactoferrin,LF）是乳汁中一种重要的非血红素铁结合糖蛋白，中性粒细胞颗粒中具有杀菌活性的单体糖蛋白。其分子量约为80 kDa，主要由乳腺上皮细胞表达和分泌。LF是一种多功能蛋白质，不仅参与铁的转运，而且具有广谱抗菌、抗氧化、抗癌、调节免疫系统等生物功能，被认为是一种新型抗菌、抗癌药物和极具开发潜力的食品和饲料添加剂。在微生物、动物和植物中，均已建立重组人乳铁蛋白（rhLF）的表达体系。

Nandi等[15]利用水稻胚乳作为反应器，得到的rhLF表达水平为4.5~5.5 g/kg糙米，纯度可达94%。深入研究表明，rhLF与普通hLF具有相似的分子质量、相同的等电点、相同的铁释放能力及抗体免疫反应性，氨基酸及N端序列结果也高度相同。该产品目前已经商业化，名称为Lacromin®。

2.8 人类生长素

人类生长素（Human growth hormone,hGH）又称青春素，是由脑垂体前叶，含有嗜酸性颗粒的生长激素分泌细胞所分泌的由191个氨基酸构成的肽类激素。hGH拥有广泛的生物学功能，能够促进肌体和皮肤细胞分化、增殖，激活沉睡的休眠细胞，加快新生细胞对衰老细胞的替换速度，达到逆转衰老，推迟更年期和改善皮肤色斑、精神倦怠、免疫力低下的功效。目前在大肠杆菌中已建立了hGH的表达体系，并实现了部分产业化。

Kim等[16]通过基因枪法，将合成的hGH的基因导入水稻中，并最终在转基因水稻种子胚乳中获得了重组hGH，其积累量可达57mg/L悬浮细胞液。进一步研究表明，其与通过大肠杆菌得到的重组hGH具有相同的生物活性。

2.9 胰高血糖素样肽-1

胰高血糖素样肽-1（Glucagon-like peptide 1,GLP-1）是机体在响应营养摄入时释放的一类肠促胰岛素，主要由肠道末端内分泌L细胞分泌，可抑制胃排空，减少肠蠕动，在糖尿病治疗中具有巨大的应用潜力。

为了在水稻胚乳中积累GLP-1，Yasuda等[17]通过直接合成密码子优化的GLP-1，利用水稻贮藏蛋白谷蛋白GluB-1基因启动子在转基因水稻植株中表达GLP-1，最终未检测到目的产物，只存在一些siRNAs。这表明，在转基因水稻种子中，GLP-1被共抑制沉默。

2.10 人类白细胞介素-10和7，小鼠白细胞介素-4和6

人类白细胞介素-10（human interleukin-10，hIL-10）主要由Th2细胞和单核巨噬细胞产生的一种重要细胞因子，能够抑制前炎症细胞因子产生并促进B淋巴细胞增殖与分化。目前，其已能在胚乳特异的GluB-1启动子诱导下在转基因水稻种子中成功表达。在提取纯化后发现，所得蛋白活性比来源于细菌系统的市售该蛋白活性更高[18]。其表达水平可以通过进一步降低内源储存蛋白的方式来提高[19]。

人类白细胞介素-7（human interleukin-7，hIL-7)是由骨髓基质细胞分泌的，可以促进B淋巴细胞和T淋巴细胞不成熟前体扩增的一种重要的细胞因子，对于维持淋巴系统稳态有着关键的作用。Kudo等[20]成功在转基因水稻种子胚乳中以分泌蛋白的形式表达了hIL-7。进一步实验表明，hIL-7以聚合体的形式表达在内质网腔，而并非蛋白体中。高浓度的hIL-7的积累会增强伴侣蛋白的表达，进一步激活内质网相关的降解系统（ER-associated degradation，ERAD），因此，随着hIL-7的表达，水稻的粒型会发生变化。

一些小鼠白细胞介素（mouse interleukin，m IL）同样可以在水稻中成功表达。m IL-4是一种2型T细胞辅助因子，可以激活T细胞和B细胞的增殖、B细胞的转化等。m IL-6可以刺激B细胞的增殖及抗体的分泌。Fujiwara等[21]在转基因水稻种子中成功表达出2种细胞介素，表达量分别为0.43 mg/g和0.16 mg/g。提纯后的m IL-4及m IL-6均表现出较高的活性以及极低的内毒素污染水平。

2.11 人酸性α-葡萄糖苷酶

人酸性α-葡萄糖苷酶（Human Acid alpha glucosidase，hGAA）是一种糖原降解溶酶体酶，可催化降解糖原形成葡萄糖。该酶的缺乏会导致庞培氏病，即Ⅱ型糖原贮存症，或称心肌糖厚沉积病，是一种先天性代谢病，会引起心脏迅速增大。Jung等[22]将来自于人胎盘细胞的hGAA的cDNA片段通过农杆菌介导法导入水稻中，成功在水稻中表达该酶，表达水平在11 d后达37 mg/L。进一步实验表明，在转基因水稻中产生的GAA与在仓鼠卵巢细胞中生产的GAA具有相似的酶功能。

3 水稻胚乳细胞生物反应器在疫苗生产上的研究

3.1 鸡传染性氏囊病疫苗

鸡传染性氏囊病（Infectious bursal disease,IBD）又称甘波罗病，是传染性法氏囊病毒（IBDV）引起的一种急性、高度传染性疾病。由于该病发病突然、病程短、死亡率高，目前仍然是养鸡业的主要传染病之一。该病毒的主要保护性抗原为VP2蛋白，能诱发鸡对该病的免疫能力。该蛋白在酵母体系中已成功表达。Wu等[23]利用水稻谷蛋白GluA-2的启动子Gt1构建共表达载体，利用农杆菌转化技术得到121个转基因植株，其VP2蛋白表达水平为0.648%~4.521%。进一步实验表明，转基因水稻种子胚乳所产生的IBDV的VP2蛋白具有高效、安全、低廉的特点。

3.2 猪蛔虫病疫苗

猪蛔虫病是由猪蛔虫寄生于猪小肠引起的一种线虫病，呈世界性流行特征，在集约化养猪场和散养猪中均广泛发生，是造成养猪业损失最严重的寄生虫病之一。猪蛔虫是寄生于猪小肠中最大的一种线虫。As16（Ascaris suum 16）是一种猪蛔虫的保护性抗原。Yasunobu等[24]利用水稻胚乳生产As16，这种抗原以与霍乱毒素（CT）B亚单位CTB的融合体的形式被生产。进一步实验表明，将转基因得到的水稻种子喂食小鼠，会引发小鼠体内产生As16特异性的血清抗体免疫应答，并伴随与黏膜佐剂霍乱毒素结合。虽然疫苗的佐剂配方导致未能继续提高特异性免疫应答，但重组As16能诱导抗体表达也表明利用水稻胚乳生产该疫苗具有可行性。

3.3 阿尔茨海默病疫苗

阿尔茨海默病是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆为表现特征。Yoshida[25]等将经水稻偏好密码子优化的β果淀粉样肽编码DNA与绿色荧光蛋白基因融合构建表达载体，通过农杆菌介导法转化，并筛选出转基因水稻。通过口服转基因糙米实验饲喂小鼠评价表达蛋白的功能，结果发现，水稻胚乳所表达的β果淀粉样肽可以作为一种有效预防阿尔茨海默病的疫苗。该研究为提供高效、充足、低价的医用疫苗奠定了良好的基础。

3.4 房尘螨疫苗

房尘螨是一种世界性分布的最强烈的过敏原，80%以上的反复咳嗽、气喘和尘螨过敏有关。尘螨过敏原Dermatophagoides pteronyssinus（Der p）和Dermatophagoides farinae（Der f）是主要的吸入性过敏原，会导致支气管哮喘、鼻炎、过敏性皮炎等慢性过敏性疾病。Yang[26]等采用水稻种子表达了房尘螨I类变应原（Dermatophagoides pteronyssinus 1，Der p1），且发现其在转录后修饰过程中具有与动物细胞相似的高甘露糖型糖基化修饰模式。将该表达体系所生产的Der p1开发成为一种安全、高效治疗屋尘螨的口服疫苗有巨大潜力。

Suzuki等[27]通过农杆菌介导法在转基因水稻中成功表达了含有小鼠及人T细胞抗原决定簇的Der p1（Der p的p45-145片段）。将纯化后的rDer p 1导入小鼠体内发现，其血清中的Der p特异性抗体水平显著增加，同时可以抑制过敏原诱发的气道炎症。进一步的实验证明，该疫苗不会导致实现疫苗口服的一大难题——非特异性的旁路抑制，对于治疗包括支气管哮喘在内的过敏性疾病有重要意义。

3.5 幽门螺杆菌疫苗

幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，H.pylori）是引起慢性胃炎、胃溃疡及胃恶性肿瘤的主要原因之一。Gu等[28]将幽门螺杆菌ureB抗原基因克隆到gus的5’-c端，通过农杆菌介导的转化技术将构好的载体转入水稻中，共成功得到了30株转基因植株，最后得到了可以产生实用幽门螺杆菌疫苗的转基因水稻，该疫苗对幽门螺杆菌引发的疾病的治疗有重要意义。

3.6 轮状病毒疫苗

轮状病毒（Rotavirus，简称RV）是一种双链核糖核酸病毒，属于呼肠孤病毒科。RV是引起婴幼儿腹泻的主要病原体之一，其主要感染小肠上皮细胞，从而造成细胞损伤，引起腹泻。Tokuhara[24]等在水稻种子中特异表达了轮状病毒特异的美洲驼重链抗体片段的中性可变结构域（MucoRice-ARP1），通过构建过表达系统及RNA干扰技术抑制主要内源蛋白的含量来提高目的蛋白表达量。纯化后每粒种子平均表达量为种子可溶蛋白的11.9%，种子质量的0.85%；小鼠口服实验表明，转基因水稻来源的MucoRice-ARP1能有效治疗和预防轮状病毒。

3.7 霍乱毒素B亚基

霍乱毒素是霍乱弧菌产生的外毒素，能引起腹泻。在转基因水稻中表达霍乱毒素B亚基（MucoRice-CTB）是一种很好的无须纯化的口服霍乱疫苗。Yuki等[29]通过使用RNA干扰技术抑制主要内源储存蛋白，包括13kDa醇溶蛋白和谷蛋白A，将CTB的表达量提高到了抑制前的6倍。最新研究显示，研究者们已在一个封闭的生产体系中建立了符合GMP标准的生产MucoRice-CTB疫苗流程，且可确保疫苗产品的质量[30]。

3.8 不耐热肠毒素B

肠毒性大肠杆菌可以在小肠中复制并产生肠毒素，进而导致腹泻。源自肠毒素性大肠杆菌的不耐热肠毒素B（heat-labile enterotoxin B,LTB），与CTB在结构上相似。Soh等[31]成功在转基因水稻中合成LTB亚基蛋白，其可以与CTB亚基蛋白一同作为联合疫苗来治疗霍乱及腹泻，但其免疫原性和佐剂功能仍需动物实验评估。

4 水稻胚乳细胞生物反应器在多功能肽生产上的研究

4.1 柳杉花粉蛋白Cryj1以及Cryj2对应的7-抗原决定簇多肽

日本柳杉（Cryptomeria japanica）过敏性花粉症是日本最主要的一种过敏性疾病，柳杉花粉蛋白Cryj1以及Cryj2是主要过敏原，其抗原决定簇多肽已在大肠杆菌等系统得到表达。Takagi等[32]在转基因水稻胚乳中成功积累了高浓度的7-抗原决定簇多肽（7Crp）。进一步实验表明，小鼠通过口服该转基因种子会对Cryj1全蛋白免疫，T细胞相应增加并且伴随有血清免疫球蛋白lgE水平的上升，证明可通过口服含该T细胞抗原决定簇多肽的多肽疫苗有效缓解花粉过敏病的效果。

4.2 转化生长因子-β

转化生长因子-β（Transforming growth factor-βs，TGF-βs）属于调节细胞生长和分化的TGF-β超家族，是一种多功能肽，可以通过诱导调节T细胞来进一步调节和维持膳食蛋白的黏膜免疫耐受性。Takaiwa等[33]在转基因水稻种子胚乳中成功以二联体分泌蛋白形式表达了小鼠TGF-β。

4.3 Novokinin

高血压是一种常见流行病，会导致诸多危险发生。Novokinin（Arg-Pro-Leu-Lys-Pro-Trp,RPLKPW）是一种源自卵清蛋白抗高血压的有效多肽，有利于血管舒张。Wakasa等[34]通过农杆菌介导技术成功在转基因水稻种子胚乳中表达Novokinin。实验表明，转基因水稻中表达的串联重复结构的novokinin比融合式结构具有更高的活性，但表达量略低。

5 水稻胚乳细胞生物反应器在非蛋白类活性物质生产上的研究

除蛋白类物质外，一些非蛋白类生物活性物质也可以采用水稻胚乳细胞生物反应器进行生产。类黄酮是一种广泛分布于植物的次级代谢产物，具有多种促进人体健康的功能。Ogo等[35]成功在转基因水稻种子中成功积累了大量的黄酮醇、异黄酮等。液质联用色谱分析发现了共82种类黄酮，其中包含37种黄酮醇、11种异黄酮以及34种黄酮类化合物。实验表明，通过水稻种子作为反应器不仅可以用于生产黄酮类物质，还可以扩大黄酮类化合物结构的多样性[36]。

6 问题与展望

虽然国内外学者先后成功利用水稻胚乳细胞作为生物反应器纯化出多种活性蛋白，但除HIys、LF和HSA已在生产中应用外，其余都存在表达水平低和生产成本高的问题，导致产业化困难。已有研究表明，水稻叶片也可以用于生产癌胚抗原等药用蛋白。因此，转化不同基因，实现在转基因水稻中的不同组织器官中同时表达特异性蛋白可能是解决该问题的突破性技术方法；其次，对水稻胚乳中药用蛋白的制备提取和后续纯化也仍需进一步的优化。

从分子生物学的角度来看，目前提高水稻胚乳生物反应器活性蛋白产量主要的方法在于提高特异性启动子的启动效率以及信号肽介导的蛋白质表达积累特异性的增高。

除传统蛋白之外，一些非蛋白类活性物质逐渐成为研究亮点。在水稻胚乳中有目的地产生一些对人类健康有益的生物活性物质，无需提纯，直接随餐口服是另一个研究新方向。

随着“毒疫苗”等社会热点问题的不时出现，公众对药物蛋白和疫苗的安全关注度逐渐提高。不合格药物蛋白之所以会在市场上出现，其中一个重要的原因是采用传统方法生产药物蛋白的产量低而且价格高，供不应求。鉴于水稻胚乳的技术优势，相信在不久的将来，以水稻胚乳为反应器生产的药物蛋白和疫苗一定会占有一席之地。

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Progress on Rice Endosperm Cells as a Bioreactor

DING Yi,WEIJihua,ZHANG Ning*,SHU Xiaoli,WU Dianxing
（Department of Applied Bioscience,Zhejiang University,Hangzhou,310029,China;1st author:3110100088@zju.edu.cn;*Corresponding author: 11216028@zju.edu.cn）

Rice endosperm cell is one of the ideal bioreactor for the production of bio-active substances.Research progresses on production of pharmaceutical protein,vaccine,functional peptide and non-protein bio-active substances using rice endosperm as bioreactorwere reviewed in this paper.

rice endosperm bioreactor;pharmaceutical protein;vaccine;functional peptide

S511

：A

：1006-8082（2017）03-0006-07

2017－03－09

转基因专项（2014ZX08001006）；浙江省水稻育种（2016C02050-6）