[发明专利]一种新型骨形成蛋白2来源的环肽、制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种新型骨形成蛋白2来源的环肽、制备方法及其应用，这种新型骨形成蛋白2来源的环肽选自如下的环化的多肽之一：序列为：1.CKIPKASSVPTELSAISMLYLGPGGDWIVAC；2.与1限定的多肽具有80％同源性；新型骨形成蛋白2来源的环肽的制备方法和新型骨形成蛋白2来源的环肽在制备促大体积骨缺损修复的复合材料中的应用。本发明的有益效果是：本发明应用的经过特殊修饰的BMP2环化多肽有高效诱导成骨作用，可以有效促进大体积骨缺损的修复；本发明应用经过特殊修饰的BMP2环化多肽为人源性多肽，具有良好的生物相容性，无免疫排斥等副作用；本发明应用的经过特殊修饰的BMP2环化多肽可以负载于多种生物材料，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种新型骨形成蛋白2来源的环肽、制备方法及其应用。

背景技术

大体积骨缺损的修复一直是医学尚未攻克的重大课题之一。自体骨移植因手术时间长，供骨区疼痛等限制了其临床应用。同种异体骨、异种异体骨移植和大部分合成材料缺乏诱导骨再生潜能，因而无法单独用于大体积骨组织缺损的修复。骨形成蛋白(bonemorphogenetic protein,BMP)具有高效骨诱导效能，其家族中BMP2已经通过FDA认证，可用于临床上修复骨缺损和加速骨融合等方面的治疗，然而BMP蛋白的生产主要依靠的是基因重组的方法，其产率较低、临床应用成本过高、免疫原性较高等副作用限制了它的推广。因此以小分子BMP来源的多肽为基础的骨修复材料成为大体积骨缺损修复的研究热点。

小分子多肽可化学合成，成本低，产量高。多肽仅包含蛋白的关键功能肽段，结构相对简单，可避免大分子蛋白质中其它结构域引发的副作用，因此多肽免疫原性较低。此外，多肽体内可降解成小分子氨基酸，无副作用，安全性更高。然而结构简单的直链多肽在体内环境极易降解，难以长久发挥药效。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种新型骨形成蛋白2来源的环肽、制备方法及其应用。

通过对经过特殊修饰的BMP2环化多肽的作用进行了一系列相关研究，发现：

1)利用BMP2蛋白、直链肽和环肽诱导小鼠间充质干细胞(BMSC)成骨分化的实验中发现：ALP染色结果显示，BMP2环肽所诱导的ALP较直链肽有明显的优势，其效能接近BMP2蛋白。

体外细胞实验证实，BMP2环化多肽可以高效促进间充质干细胞粘附、伸展、迁移、抗炎、上调干细胞的血管化因子并激活间充质干细胞-内皮细胞形成血管样组织，其促进血管化能力较对照组提高2.8倍；

2)动物实验证实经过修饰的BMP2环肽支架材料可加速大鼠颅骨大面积骨缺损愈合速度，其骨缺损愈合较其他组快。

这种新型骨形成蛋白2来源的环肽，选自如下的环化的多肽之一：

1)序列为：CKIPKASSVPTELSAISMLYLGPGGDWIVAC；

2)与1)限定的多肽具有80％同源性。

本发明的环肽是合成多肽，可以是全部氨基酸序列或个别、多个氨基酸的取代、缺失和插入变异的多肽及同源物，因为部分氨基酸的改变并不影响其实质功能，这是本领域研究人员共知的。

新型骨形成蛋白2来源的环肽在制备促大体积骨缺损修复的复合材料中的应用。

经过特殊修饰的BMP2环化多肽可明显促进大体积骨缺损修复的修复，将其与多种生物材料复合，均可取得相似的促进骨缺损修复作用。涉及的复合材料包括硅酸二钙等生物玻璃材料，羟基磷灰石、磷酸氢钙、磷酸三钙、磷酸八钙、硫酸钙等生物陶瓷，可降解天然高分子、合成高分子及生物陶瓷，具体包括壳聚糖、透明质酸盐、海藻酸钠、纤维素、淀粉、木质素、胶原、明胶、卡拉胶等天然材料及其衍生物，聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚羟基烷酸酯、聚硅氧烷、聚氨酯等合成高分子材料及其衍生物，以及以上材料所组成的复合材料等。