植物细胞培养 能否填补高价值植物化合物需求

植物细胞培养是在生物反应器中繁殖植物细胞，优化其生长条件，以快速生产人类所需的高价值化合物。

比起直接从植物中提取目标化合物，植物细胞培养节约水土资源、不受环境干扰、供应稳定、效率高；比起精密发酵，植物细胞具有微生物不具备的某些代谢途径。

植物细胞培养技术已经用于一些商业规模的药物生产。虽然该技术成本并不低，但在供应链越来越不可预测的高价值植物药等方面具有巨大的潜力。以下列举了四家该领域的初创公司。

GBL公司

总部位于英国的Green Bioactives Ltd（GBL）于2019年通过“创新英国”资助的“大学研究创新商业化”成立；2020年3月在罗斯林创新中心开设了研究实验室，随后获得了另一笔资金并继续开发新技术；2022年12月筹集了260万英镑（320万美元）种子轮融资，由Eos Advisory LLP领投。

GBL首席执行官大卫·麦克罗伊表示，从Croda到Givaudan的大公司已经在化妆品中使用植物细胞培养。近年来，针对食品和营养等其他行业的“一大批植物细胞培养初创公司”已经“突然出现”，部分原因是越来越多的公司制定了可持续发展目标。但另一个关键驱动因素是植物组学、基因组学和转录组学的快速增长。这有助于像GBL这样的初创公司选择最佳植物品种和细胞系。

他认为，最值得通过植物细胞培养的“目标生物活性物质”是由于未知或复杂的生物化学步骤而难以低成本化学合成的化合物。

GBL布局了围绕植物维管干细胞（VSC）培养的重要专有技术和专有知识产权。VSC有可能分化成功能和结构上不同的初级植物组织。通过适当的外源化学诱导，可以培养植物V S C以产生目标生物活性分子。

其技术与专利包括：

与植物VSC的分离和高产的培养结果有关的专利，而不是使用低产的分化细胞（DDC）；专有的“产量提升”遗传程序，用于生成和鉴定产量最高的植物细胞培养系；分子“基因开关”的专有鉴定/开发，以进一步提高天然产物产量。

由于人们感兴趣的许多植物分子是植物应对某种压力时所产生，该公司通过模仿这种环境压力诱导植物细胞合成。

GBL产品管线以市场为导向，但尚未公开全部。不过根据官网资料得知该公司显著提高了紫杉醇的产量，紫杉醇是从生长缓慢的红豆杉树中分离出来的一种抗癌药物。

“植物组织培养是一门科学，但它也是一门艺术和专有技术，所以，哪怕某些化合物已被第三方扩展，并不意味着你可以做到。”

Chi Botanic

Chi Botanic成立于2017年，总部位于加州，该公司认为通过植物细胞培养制造某些生物活性物质，本质上比传统农业更有效。

该公司的首席执行官慕塞博士对此解释道，这是因为许多次生代谢物对植物具有非常特殊的功能，通常由植物的专门组织或在植物生命周期的某个阶段制造。如果连续地保持这种特定时间点或环境下的细胞生理学状态，生产力将会数以千倍地提高。

Chi Botanic在植物细胞上使用也在酵母和细菌上应用的自动化和高通量筛选方法，以有效筛选合适的植物细胞。

Chi Botanic的研发管线包括芦荟、柑橘类、水稻、鸢尾、香根草和香草相关的化合物。

该公司的细胞芦荟制品含有在芦荟叶中发现的、但并不存在于目前已有商品中的有益化合物（某些活性酶、类黄酮和维生素）；另一方面，由于芦荟叶必须经过加工才能去除其中的毒素，该公司也正在解决这一个问题。从柑橘中提取的精油有广泛作用，但柑橘面临着植物病害和生长效率的问题。

香草市场目前仍然由石化衍生物合成的香兰素主导，但香兰素与全谱香草提取物不同。该公司刚刚获得了美国农业部17.5万美元的小型企业创新研究拨款，以进一步推动其在这一领域的工作。

在扩大规模上，慕塞表示可以直接与Phyton Biotech等公司合作，与此同时也在开发低廉的材料以用于模块化生产系统。

到目前为止，慕塞已经筹集了约220万美元，并通过赠款和共同开发产品从非稀释性资金中筹集了大约与此等值的资金，现在正在寻求600万美元种子轮融资。

Novella公司

以色列植物细胞培养初创公司Novella成立于2022年2月。

Novella专注于已有成熟市场的植物分子。该公司从超过22种植物开始进行研究，经调研后，决定缩小范围到4～5种。其最感兴趣的产品类别是香精、植物药物、营养保健品和功能性食品配料，产品预计将在2025年底或2026年初上市。“不是因为研发，而是因为监管时间，”其创始人Itay Dana强调说，“在欧洲将不得不通过Novel Foods流程，而在美国将通过GRAS流程。”

虽然该公司正在利用其对植物遗传学和代谢途径的理解来选择生产生物活性物质的最佳品种和细胞系，但Novella“不制造转基因生物，也不做任何基因编辑，”Itay说，“这对市场接受度很重要。”

Ayana Bio公司

总部位于波士顿的Ayana Bio是Ginkgo Bioworks的衍生公司，成立于2021年，由Viking Global Investors和Cascade Investment Group领投的A轮融资为3000万美元。

近日，该公司推出了通过植物细胞培养的第一批成分——源于柠檬香蜂草和紫锥菊的活性物质。这两种成分是膳食补充剂中的两种既定成分，用于睡眠、情绪和免疫支持；除此，该公司也在研发来自藏红花、可可和蓝莓的相关化合物。

Ayana不是在对其细胞进行基因工程，而是使用基因组测序来了解细胞背后的遗传学，并使用代谢组学来读取细胞内生物合成的化合物。通过将遗传谱与代谢物谱联系起来，它可以选择更快地提供更高滴度（目标物质产量）的细胞系。