[发明专利]一种重组人SGK3蛋白激酶水凝胶及其制备方法与促进心肌再生的应用

说明书

本发明提供了一种重组人SGK3蛋白激酶水凝胶及其制备方法与促进心肌再生的应用，涉及生物医学技术领域。该可注射水凝胶由成胶前体分子预聚物溶液与重组人SGK3蛋白激酶按一定比例混合而成。重组人SGK3蛋白激酶由SGK3蛋白激酶序列与穿膜肽序列通过连接肽连接而成，局部给药后，SGK3蛋白激酶可通过激活细胞增殖的关键通路来调节细胞周期进展，促进心肌梗死后的心肌再生修复，减少瘢痕面积，改善心功能。此外，体温下的液相水凝胶发生固相转化后，不仅有助于重组人SGK3蛋白激酶的缓慢释放而持续发挥作用，也为再生的心肌细胞提供支撑。

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，具体而言，涉及一种以水凝胶为载体的重组人SGK3蛋白激酶产品及促进心肌再生的应用。

背景技术

急性心肌梗死是世界范围内导致死亡的主要原因之一，极大地增加了社会负担。随着医疗技术的进步，虽然药物溶栓、经皮冠状动脉介入治疗及冠状动脉旁路移植等早期再灌注手段可以迅速恢复缺血区的血流，挽救濒死的心肌细胞，提高患者的生存率，然而再灌注并不能使已坏死的心肌恢复活性。在幸存的心梗患者中，坏死的心肌组织被瘢痕组织取代，这势必会导致心室重构、心力衰竭甚至死亡。药物治疗虽然可以改善心功能，延缓病程，但终究无法改变疾病转归，因此实现心肌细胞的有效再生、减少心肌梗死后的瘢痕面积对逆转或减缓心肌梗死后的病情进展具有重要意义。

近年来研究发现，哺乳动物心肌细胞并未完全退出有丝分裂事件，而是保持着极低比例的自我分裂增殖能力：人类心肌细胞每年自我更新率在青春期约1％至老年期约0.45％。此外，新生小鼠一周内发生的心梗可引起已存在的心肌细胞增殖，并在1个月内实现心脏结构及功能的完全恢复，与新生小鼠相似，新生人类也可能具有修复心肌损伤和恢复损伤后心功能的潜在能力。这些结果表明，通过促进成人心肌梗死边缘区的心肌细胞内源性再生来实现心功能的恢复是可行的，为本发明提供了理论基础。

SGK(也被称为丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶)是在包括血清和糖皮质激素的几种刺激物的急性转录控制之下的丝氨酸/苏氨酸激酶的一个亚家族。在大多数脊椎动物包括人类中，存在由基因SGK1、SGK2和SGK3编码的三种同工型，其中SGK1基因已被最深入地研究。SGK1通过磷脂酰肌醇-3-激酶、磷酸肌醇依赖性激酶PDK1和哺乳动物的雷帕霉素靶点mTORC2被胰岛素和生长因子激活，并对转运、激素释放、神经兴奋能力、炎性、细胞增殖和凋亡的调控有贡献。研究显示，在离散的发育阶段和例如高血压、糖尿病性神经病变、缺血、创伤和神经变性疾病的病例状况两者，SGK1的表达受到调控(Lang等，2010The Journal ofPhysiology 588：3349-3354；Lang等，2013FASEB Journal.27(1)：3-12；Schoenebeck等，2005Molecular and Cellular Neurosciences30(2)：249-264)。SGK3激酶属于AGC家族的丝氨酸/苏氨酸激酶，在胚胎期心脏中主要定位于心肌细胞质，且在人和小鼠中具有高度同源性。

通过广泛检索国内外文献，尚未发现有文献报道SGK3蛋白激酶具有促进心肌细胞增殖或改善心功能的作用。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种促进心肌再生的重组人SGK3蛋白激酶水凝胶及其制备方法与应用。

本发明人长期致力于研发可促进心肌再生、改善心功能的药物，通过前期的不断研究，我们首次发现并证实SGK3在新生的哺乳动物心脏中高度表达，且其表达量在出生7天后显著降低。新生哺乳动物心肌梗死后，SGK3可与CDK9相互作用，通过调节下游靶基因的表达，影响细胞周期进展，进而促进心肌细胞增殖，减少瘢痕面积，改善心肌梗死后的心功能。

为使外源性SGK3顺利进入细胞内发挥作用，本发明人对SGK3蛋白激酶进行改造，提供一种促进心肌再生的重组人SGK3蛋白激酶，即将SGK3蛋白激酶与穿膜肽重组为融合蛋白。具体地，该重组蛋白由SGK3蛋白激酶序列和穿膜肽序列通过连接肽连接而成。