聚乙二醇修饰的成纤维细胞生长因子-21的降血糖作用

• 作者: 于丹 于引航 任桂萍 刘铭瑶 叶贤龙 李德山 赵景壮
• 来源期刊: 生物化学与生物物理进展
• 学科: 医学
• 关键词: 成纤维细胞生长因子-21 (FGF-21) 聚乙二醇化 分离纯化 稳定性 免疫原性 2型糖尿病 葡萄糖吸收
• 年，卷（期）: 2013,（4）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 374-385
• 页数: 12页
• 分类号: Q81|R9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1206.2012.00397

摘要

成纤维细胞生长因子-21 (FGF-21)是FGF家族的一员.现有大量研究表明,FGF-21是除胰岛素以外的一种新的血糖调节因子,有望成为治疗2型糖尿病的新型药物.然而,FGF-21在动物体内稳定性较差,半衰期较短,严重影响了其在临床上的应用.为解决这些问题,本实验采用分子质量为20 ku的单甲氧基聚乙二醇-丙醛(mPEG-ALD)对鼠源FGF-21 (mFGF-21)进行N端定点修饰,以改善mFGF-21的性质(如提高体内半衰期、降低免疫原性等).本文研究了反应pH、反应时间、蛋白质浓度及反应物之间的质量比对mFGF-21与聚乙二醇(PEG)合成反应的影响.采用Capto Q阴离子交换层析或Superdex 75凝胶过滤层析分离纯化聚乙二醇化mFGF-21 (PEG-mFGF-21),并最终确定了mFGF-21聚乙二醇修饰的反应条件和分离PEG-mFGF-21的纯化工艺.随后分别进行了PEG-mFGF-21的理化性质(大小、纯度和体外稳定性)、免疫原性、体内半衰期、体外葡萄糖吸收活性及体内降糖活性的研究.体外稳定性实验结果显示,mFGF-21经PEG修饰后温度稳定性和抗蛋白酶水解稳定性都显著提高.间接ELISA方法检测血清中mFGF-21抗体水平及目标蛋白含量的结果表明,PEG修饰mFGF-21可明显降低其免疫原性,延长体内半衰期.HepG2细胞的葡萄糖吸收实验结果发现,PEG-mFGF-21的细胞活性并没有下降,反而随着刺激细胞时间的延长,经PEG-mFGF-21刺激的细胞葡萄糖吸收显著高于mFGF-21刺激的细胞葡萄糖吸收.2型糖尿病db/db小鼠短期血糖调控实验结果表明,mFGF-21降糖速度快于PEG-mFGF-21,但其持续时间较PEG-mFGF-21短;长期血糖调控实验结果显示,PEG-mFGF-21长期降糖效果优于mFGF-21,作用持续时间长,并且PEG-mFGF-21在停药后控制血糖的能力也高于mFGF-21.综上所述可知,mFGF-21的PEG修饰在不影响其体外生物活性的前提下,能够提高mFGF-21的物理稳定性和抵抗蛋白酶水解的能力、降低免疫原性、增加体内稳定性、延长mFGF-21在动物体内降血糖作用的效果和时间.本实验为FGF-21化学修饰提供了重要的技术平台,对以后FGF-21的临床应用具有非常重要的意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	任桂萍		62	253	8.0	13.0
2	李德山		66	240	8.0	13.0
3	叶贤龙		13	12	2.0	3.0
4	刘铭瑶		17	97	6.0	9.0
5	于丹		5	4	1.0	2.0
6	赵景壮		6	3	1.0	1.0
7	于引航		5	10	2.0	3.0