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Rooster Bio外泌体药物开发培养基组合|从MSC扩增到EV高产量收集

更新时间:2026-07-13点击次数:21

摘要:本文系统解析Rooster Bio外泌体药物开发培养基组合方案的5大关键阶段与6款核心产品,覆盖从MSC扩增、EV清洁收集、产量进阶、规模化生产到临床转化的完整工艺链,为外泌体药物开发提供从实验室到GMP生产的一站式解决方案。

关键词:外泌体、细胞外囊泡、化学成分限定培养基、外泌体培养基、EV收集、间充质干细胞、间充质干细胞扩增、MSC-EV、外泌体3D培养、3D生物反应器、规模化外泌体生产、外泌体药物开发、Exosome

 

外泌体(Exosome/Extracellular vesicle,EV)作为下一代无细胞治疗载体,正快速从基础研究走向临床药物开发。然而,MSC-EV的规模化生产长期面临产量不足、质量不稳定、工艺不可控三大瓶颈。Rooster Bio凭借其的hMSC-EV生物制造体系,推出了一套覆盖细胞扩增→EV收集→规模化生产→临床转化的完整培养基组合方案,以化学成分明确、无异源、低颗粒的系列产品,为外泌体药物开发提供从实验室到GMP生产的一站式衔接路径。

 

目前Rooster Bio外泌体培养基覆盖从小试到规模化外泌体生产,研究级(RUO)与cGMP级双轨并行,覆盖从实验室研发到临床生产的全阶段需求。Rooster Bioc GMP级产品更有FDA II型药物主文件(Master File)支持,为国内研究者衔接NMPA申报提供了国际合规基础。

 

一、外泌体药物开发的核心挑战

间充质干细胞来源的细胞外囊泡(MSC-EV)因其天然携带的生物活性分子——包括蛋白质、脂质、mRNA和microRNA等——被视为有潜力的无细胞治疗载体。在组织修复、免疫调节、抗炎及药物递送等领域,MSC-EV已展现出较多的临床应用前景。然而,将MSC-EV从实验室研究推向药物开发,研究者普遍面临以下三大工艺痛点:

痛点1:EV产量不足——产率低,单个细胞每日EV产出量有限,难以满足药物开发所需的规模化外泌体生产产量要求

•痛点2:质量属性不稳定——含血清或成分不明确的培养基引入高背景颗粒和异源蛋白,干扰EV表征,导致关键质量属性(CQAs)难以稳定控制

痛点3:工艺不可规模化——2D静态培养无法扩展至工业级生产;缺乏从基础研究到GMP/临床级的一致性方案,转化路径断裂

Rooster Bio在全球hMSC与EV生物制造领域服务超过25个国家、500+合作伙伴,自2015年以来已有350+篇同行评审文献引用其细胞和培养基产品。凭借其「从研究到临床」的全链条理念,Rooster Bio推出了一套完整的外泌体药物开发培养基组合方案,系统性地回应了上述三大痛点。

 

二、Rooster Bio培养基组合方案全流程解析

Rooster Bio的外泌体药物开发培养基组合方案遵循「先扩增、后收集」的核心理念,将MSC-EV生产拆分为4个明确阶段,每个阶段配备经过验证的专用培养基产品,形成可无缝衔接的完整工艺链:

图1. Rooster完整工艺链产品介绍图

图1.Rooster完整工艺链产品介绍图

 

2.1阶段一:MSC扩增—RoosterNourish-MSC-XF

细胞扩增是EV生产的基石。RoosterNourish-MSC-XF是Rooster Bio推出的无血清、无异源(Xeno-free)MSC扩增培养基,专为hMSC的高质量扩增而设计:

1.配方类型:无血清、无异源成分(Xeno-free)——消除了血清带来的异源蛋白和颗粒干扰,从源头保证后续EV收集的「清洁」起点

2.操作优势:无需换液、无需表面包被——大幅简化培养操作,减少人工干预导致的批次间差异

3.扩增效率:低接种密度支持——可低至3,000cells/cm²接种,4-5天内实现>10倍扩增

4.细胞类型:多细胞类型验证——已在hMSCs(骨髓/脂肪/脐带来源)、iPSC-MSCs、永生化MSCs和成纤维细胞中验证有效

5.培养兼容:2D与3D兼容——支持传统2D批次培养和3D Fed-Batch生物反应器培养

6.产品组成:500mLRoosterBasal2.0-CC+10mLRoosterBooster-MSC-XF,即用型配制

工艺衔接要点:

在RoosterNourish-MSC-XF中完成细胞扩增后,直接切换至RoosterCollect-EV中进行EV收集,无需中间换液步骤,形成「扩增→收集」的无缝衔接。

 

2.2阶段二:EV清洁收集—RoosterCollect-EV

RoosterCollect-EV是Rooster Bio推出的化学成分限定(Chemically Defined)的外泌体/EV收集培养基,专为MSC来源外泌体的「清洁收集」而设计。从「扩增培养基」切换到「收集培养基」,实现清洁收集:

1.配方类型:化学成分限定、无蛋白、低颗粒——专为EV收集工程化设计,背景颗粒低,便于下游纯化和表征

2.无异源成分:无异源(Xeno-free)——与RoosterNourish-MSC-XF形成一致的无异源工艺链

3.收集窗口:灵活收集窗口——支持6至72小时的可扩展EV收集,可根据实验需求调整收集时长

4.培养规模:2D和3D兼容——在2D培养瓶和3D生物反应器中均可使用

5.颗粒控制:产品出厂设置颗粒物专项放行标准,严格控制单批次培养基总颗粒数≤1×10⁸particles/mL,其颗粒背景低于大多数NTA系统的检测下限

6.等级:研究级(RUO),另有cGMP级版本RoosterCollect-EV-CC可供临床级应用

7.法规支持:cGMP级版本有美国FDA II型药物主文件(Master File)支持,可用于申报过程交叉引用

8.产地:Rooster Bio,Inc.,美国马里兰州

关键工艺优势:

RoosterCollect-EV的「低颗粒」特性意味着在表征分析中背景噪音很低,研究者可以准确区分细胞分泌的真实EV与培养基自带颗粒,从而获得更可靠的EV产量数据和更纯的下游产物。这对外泌体药物开发的关键质量属性(CQAs)控制十分重要。

图2. RoosterCollect-EV 背景颗粒对比

图2.RoosterCollect-EV背景颗粒对比

 

保障终产物高纯度:

该培养基从配方源头规避外源颗粒杂质引入,在hMSC扩增换液至EV收集的全流程中,不会带入异源囊泡、蛋白聚集体等干扰颗粒,可直接收获高纯度细胞外囊泡上清,大幅降低产物中杂颗粒占比,无需繁复的多级预处理即可获得符合质控标准的EV样品。

简化下游纯化工艺:

依托低本底颗粒特性,收集上清中的非目标杂质负荷明显下降,有效缓解TFF切向流浓缩SEC尺寸排阻层析等下游纯化单元的除杂压力,缩短整体生产链路。

 

2.3阶段三:衔接—3D Bioreactor Media Kit + Bioreactor Feed

从实验室2D走向工业级3D生物反应器,Rooster Bio提供完整的规模化衔接方案:

1.3D Bioreactor Media Kit——无异源成分(Xeno-Free)的培养基,专为补料分批(fed-batch)生物反应器扩增设计

2.hMSC Bioreactor Feed——50倍浓缩补料培养基,3D生物反应器培养过程中无需更换培养基,简化操作并降低污染风险

3.袋装规格——适配大规模生物反应器的闭式系统需求,确保生产过程的无菌完整性

4.已验证至外泌体3D培养体系——在2D和3D生物反应器中均有性能验证数据

5.多种细胞类型适用——hMSCs、iPSC-MSCs、永生化MSCs及成纤维细胞均已验证

规模化路径:

Rooster Bio提供两种标准化生物工艺路径——2D工艺、3D生物反应器工艺,研究者可根据项目阶段和产量需求,选择合适的策略,从实验室规模逐步扩展至工业级生产。

3D配套培养基经过全品类主流反应器大量交叉验证,兼容搅拌罐、垂直轮、固定床、中空纤维、搅拌转瓶等市面绝大多数商用生物反应器,设备适配门槛低;同时拥有覆盖多细胞类型、多放大体积的成熟工艺模型与海内外落地量产案例,0.1L至50L全梯度规模均有完整实操流程支撑,2D工艺数据可无缝平移至3D放大,保障批次一致性与产物质量稳定。

图3. 2D和3D培养下所需细胞和培养容器变化对比

图3.2D和3D培养下所需细胞和培养容器变化对比

 

图4. Rooster培养基2D和3D培养下培养基效率对比

图4. Rooster培养基2D和3D培养下培养基效率对比

 

2.4阶段四:临床转化—cGMP CliniControl系列

从研究到临床的无缝过渡,Rooster Bio提供完整的cGMP产品线:

1.prcRoosterNourish-MSC-CC——cGMP级生物工艺培养基,采用病原体优化组分(pathogen reduced components),用于治疗性hMSC生产制造

2.RoosterCollect-EV-CC——cGMP级外泌体/EV收集培养基,满足临床级EV生产的监管要求

3.cGMP hMSC Bioreactor Feed——临床级生物反应器补料,支持GMP环境下的规模化培养

4.FDA II型主文件支持——所有cGMP产品均获FDA主文件备案,可直接引用于IND申报

监管优势:

Rooster Bio的cGMP CliniControl产品系列由美国FDA II型主文件支持,多项正在进行或计划中的注册临床试验正在使用其cGMP培养基和细胞。这意味着研究者在使用Rooster Bio产品进行IND申报时,可以直接引用其FDA主文件,加速监管审批进程。

 

三、技术数据亮点

Rooster Bio培养基组合方案核心性能指标:

1.MSC扩增效率:4-5天内实现>10倍扩增(RoosterNourish-MSC-XF+RoosterVialXF细胞)

2.EV收集窗口:6-72小时灵活可调(RoosterCollect-EV)

3.培养基背景颗粒:化学成分明确、无蛋白配方确保低背景噪音;出厂放行颗粒数≤1×10⁸particles/mL

4.规模化验证:3D生物反应器系统已验证至50L以上规模

5.监管支持:cGMP产品获FDA II型主文件备案,可直接引用于IND申报

6.学术背书:350+篇同行评审文献引用Rooster Bio细胞和培养基

 

四、推荐工艺流程操作要点

4.1标准2D工艺(实验室规模)

1.Step1:复苏RoosterVialXF-hMSC细胞,接种于RoosterNourish-MSC-XF中(推荐密度3,000-5,000 cells/cm²)

2.Step2:扩增4-5天,无需换液,待细胞达到合适密度

3.Step3:弃去扩增培养基,更换为RoosterCollect-EV

4.Step4:收集EV——标准版6-72h,可根据实验计划调整

5.Step5:收获条件培养基,进行下游纯化(iZON TFF+SEC)与表征

4.2 3D生物反应器工艺(规模化生产)

1.Step1:在RoosterNourish-MSC-XF中完成2D种子细胞扩增

2.Step2:转至3D微载体悬浮生物反应器,使用3D Bioreactor Media Kit+hMSC Bioreactor Feed进行补料分批扩增

3.Step3:扩增完成后,切换至RoosterCollect-EV进行外泌体收集

4.Step4:收集的条件培养基进入下游纯化流程(TFF+SEC)

5.Step5:外泌体产品经全面表征后,根据需求选择是否进入cGMP CliniControl路径

图5. 外泌体3D培养流程

图5.外泌体3D培养流程

 

五、关于Rooster Bio品牌

Rooster Bio成立于2013年,总部位于美国马里兰州,是全球MSC生物制造领域的有名企业。公司专注于提供高度工程化的hMSC细胞库、生物工艺培养基及外泌体生产解决方案,致力于从根本上简化间充质干细胞和外泌体的规模化生产工艺。

Rooster培养基组合解决方案,是目前少有的覆盖MSC上游扩增、EV高产量收集、3D规模化放大、临床转化申报的一体化完整体系。它跳出单一培养基产品的局限,以全流程工艺思维解决细胞与外泌体生产中的效率、纯度、放大、合规四大核心痛点,无论处于基础研究、工艺开发还是新药申报阶段,均可提供标准化、可落地、可产业化的完整培养方案,为国内细胞外囊泡产业标准化发展提供稳定可靠的原料支撑。

•核心产品线:——骨髓/脂肪/脐带hMSC)、RoosterNourish免换液扩增培养基、RoosterReplenish生物反应器补料、RoosterCollect-EV外泌体收集培养基

•产品等级:——/CliniControlc GMP级双轨并行

•法规支持:——药物主文件(Master File)、国际监管支持档案,支持申报时交叉引用

•全球覆盖:——GMP生产项目采用,自2019年起支持临床试验级生产

 

上海曼博生物(MineBio)是Rooster Bio在中国合作伙伴,可为国内研究者提供Rooster Bio全线产品的进口、技术支持和本地化服务,了解更多产品信息或获取技术文档,欢迎联系曼博生物!

 

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本文基于Rooster Bio公开资料由其中国提供商上海曼博生物整理,用于科研信息分享、实验参考等。上海曼博生物可提供RoosterCollect-EV外泌体收集培养基、RoosterCollect-EV-CC cGMP级培养基、RoosterNourish-MSC-XF扩增培养基、3D Bioreactor Media Kit、hMSC Bioreactor Feed、AgentV-DSP及Rooster Bio外泌体药物开发培养基组合方案,支持MSC扩增、EV清洁收集、外泌体3D培养、3D生物反应器规模化生产、下游纯化、工艺开发及临床转化应用。


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