[发明专利]防御素及其在制备修复损伤神经药物中的应用

说明书

本发明利用小球藻表达了改造的兔防御素NP‑1(mNP‑1)，在小球藻中表达的防御素对神经损伤具有修复功能。本发明的结果可应用于制备修复神经损伤药物。

技术领域

本发明涉及防御素及其在制备修复损伤神经药物中的应用。具体地，涉及利用小球藻生产的防御素mNP-1，及其在制备修复损伤神经药物中的应用。

背景技术

防御素的结构特点及分类

防御素是一类广泛存在于动物、植物和人类体内具有微生物抗性的阳离子小肽。防御素一般由29-54个氨基酸组成，分子量为3-6KD。在结构上具有以下共同特点：(1)带正电荷，(2)富含精氨酸，(3)具有一定数目的保守的半胱氨酸，(4)通过半胱氨酸分子形成分子内二硫键，使肽环合形成反向平行的β片层结构。自1985年美国加里福尼亚大学Lehrer教授对其命名以来(Selsted et al.，1985)，受到国内外科学家的广泛关注。根据分子大小、结构与功能的差异，可将防御素大致分为四类：α防御素、β防御素、昆虫防御素与植物防御素。基于半胱氨酸残基的间距和二硫键的形式，哺乳动物的防御素可分为三类：α防御素、β防御素和θ防御素。哺乳动物的防御素由18-42个氨基酸组成，其中6个保守的半胱氨酸形成了3对二硫键，使肽链折叠成β片层结构。α防御素由29-36个氨基酸组成，二硫键的连接方式为1-6、2-4、3-5；β防御素由38-42个氨基酸组成，二硫键的连接方式为1-5、2-4、3-6，β防御素中还有一个脯氨酸和甘氨酸；1999年从非人灵长类恒河猴中发现了新的一类防御素——由18个氨基酸残基组成的环状θ防御素，它们是由两个不同的截短的α防御素类肽连接而成。

防御素在人体中广泛分布，人体中α防御素有6种，其中4种即HNP1-4主要产生于粒细胞，2种HD5-6主要产生于潘氏细胞；人类基因组有28 个β-防御素基因，在人类和鼠类已经鉴定出超过35个β-防御素基因。防御素的表达与病原体的入侵是紧密相关的，例如在透析病人的腹腔中同时发现有α防御素与β防御素，又如细菌性脑膜炎患儿的脑脊髓液中防御素的浓度比非细菌性脑膜炎高150倍。眼内防御素的表达研究表明，防御素在泪液中的含量与感染时的表达不同。研究表明防御素在人体防病抗病中起着非常重要的作用。

到目前为止，分离到的兔防御素有9种，其中7种为α防御素：NP-1，NP-2，NP-3a，NP-3b，NP-4，NP-5和Corticostatin VI，产生于粒细胞。另外2个兔防御素：RK-1和RK-2，产生于兔肾细胞。兔防御素NP-1比人防御素HNP-1的抗菌活性强5～10倍，两者间的这一明显差异被归结为它们的分子净电荷性质：在NP-1分子中含有9个净正电荷，而在HNP-1分子中仅含有3个净正电荷。目前，从生物体中分离到的防御素已达30多种，其中兔防御素(NetrophilePeptide-1，NP-1)的抗性谱最广。兔防御素NP-1由33个氨基酸组成，属于α-防御素，有6个半胱氨酸，它们形成3个二硫键，连接位置分别为1-6，2-4，3-5(Ganz，1989)。它对梅毒螺旋体、很多革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌和病毒有显著的抑制或毒杀效应。

防御素除了直接的抗菌活性外，还具有免疫调节作用，防御素可选择性聚集单核细胞，T淋巴细胞，树突状细胞和肥大细胞趋化到炎症部位以促进适应性免疫(Territo etal.，1989；Chertov et al.，1996；Yang et al.，1999；Niyonsaba et al.，2002)。此外，防御素还能诱导腹腔肥大细胞释放组胺和提高巨噬细胞的吞噬作用(Befus et al.，1999；Fleischmann et al.，1985；Ichinose et al.，1996)。抗炎症的特性已被归因于防御素，如抑制多核型白细胞甲酰肽受体介导的炎症和结合细菌内毒素(Grutkoski et al.，2003；Motzkus et al.，2006)。此外，防御素可诱导成纤维细胞和上皮细胞的增殖以促进伤口的修复(Murphy et al.，1993；Aarbiou et al.，2002，2004)。

防御素抗微生物机理