聚乙二醇修饰的成纤维细胞生长因子-21的降血糖作用

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20ku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captoq阴离子交换层析或superdex75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．