[发明专利]缺失型人成纤维细胞生长因子21变异体及其偶联物

说明书

技术领域

本发明涉及DNA重组技术和药物领域。更具体地，本发明涉及一种N末端截短的人成纤维细胞生长因子21(FGF-21)的变异体，相应的DNA分子、表达载体、该变异体与聚乙二醇的共价连接及用途。 

发明背景 

成纤维细胞生长因子(Fibroblast Growth Factor，FGF)是一类由FGF基因家族成员编码的结构相关的蛋白质，对内皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞等多种中胚层和神经外胚层来源的细胞有促进DNA合成和细胞分裂作用，主要由成纤维细胞、内皮细胞、骨细胞、多形细胞分泌，相对分子量一般在17～34kD。FGF家族成员的中心区域氨基酸具有30％-70％的同源性。FGF-21是最新被发现的一个FGFs成员，属于FGF-19亚科。FGF-19亚科包括FGF-15、FGF-19、FGF-21和FGF-23，与其他FGF成员不同的是，他们以内分泌的形式对代谢起调控作用，且不具有与肝素结合的功能。FGF-21主要在成熟肝脏和胸腺中表达，最早由Nishimura等(Nishimura T等，Biochim Biophys Acta，2000，1492：203-206)于2000年首次在小鼠胚胎中分离得到，其氨基酸序列与FGF-19和FGF-23的同源性分别为35％和24％。随后在胰脏、脂肪组织和肌肉组织同样发现了FGF-21的mRNA(Inagaki T等，Cell Metab，2007，5(6)：415-425)。人源FGF-21基因位于19号染色体，全长FGF-21蛋白由181个氨基酸的成熟FGF-21蛋白和位于N端的28个氨基酸的信号肽组成，其氨基酸序列与鼠源FGF-21约有75％相同。 

近年来研究发现，FGF-21对血糖、血脂的代谢和体重控制起非常重要的作用。在这些作用过程中，其N端区域和C端区域发挥着不同的生物学功能，即N端氨基酸参与与FGF受体的相互作用，C端氨基酸参与与一种叫做β-Klotho的蛋白的相互作用(Micanovic R等，J CellPhys，2009，219(2)：227-234)。Kharitonenkov A等在2005年首次报道了重组人FGF-21蛋白可以刺激分化的小鼠3T3-L1细胞和人前脂肪细胞的葡萄糖摄取(Kharitonenkov A等，J ClinInvest，2005，115(6)：1627-1635)。随后的研究进一步表明，FGF-21是通过增加3T3-L1细胞和人前脂肪细胞中葡萄糖载体-1(GLUT-1)的表达来增加非胰岛素依赖的葡萄糖摄取的(Amer P等，FEBS Lett，2008，582(12)：1725-1730)。与胰岛素介导的快速利用葡萄糖不同，FGF-21在葡萄糖摄取方面的效应可持续几个小时。更重要的是，FGF-21作用下的葡萄糖摄取是非胰岛素依赖性的，而且在与胰岛素共同存在时可以增加摄取葡萄糖的效应(Alexei Kharitonenkov等，Biodrugs，2008，22(1)：37-44)。FGF-21可以改善胰岛β细胞的功能。FGF-21持续处理8周的db/db小鼠餐后血糖正常，葡萄糖清除率得到明显改善，胰岛素的转录、表达和分泌增加，但胰岛细胞数量没有变化。另外，在分离的小鼠胰岛和INS-1E 细胞中，FGF-21可以阻止糖脂毒性和细胞因子介导的编程性细胞死亡，保护胰岛β细胞的数量和功能，抑制葡萄糖介导的胰高血糖素的释放(Wente W等，Diabetes，2006，55：2470-2478)。在非人类灵长类糖尿病动物模型方面，注射重组人FGF-21可以降低LDL胆固醇含量，增加HDL胆固醇含量，降低患心血管方面疾病的风险(Kharitonenkov A等，Endocrinology，2007，148：774-781)。在目前进行的重组人FGF-21动物体内药效学实验中，未发现有低血糖、水肿和肥胖增多等其他糖尿病经常出现的副反应出现，显示出了良好的应用前景和安全性。