[发明专利]人成纤维细胞生长因子－21的重组表达

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及人成纤维细胞生长因子-21的重组表达。

背景技术

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，目前已经发现23个成员，其中心区域都含有同源性为30％-70％的一段氨基酸序列。庞大的FGF家族成员作为细胞间的多功能信号分子调节着生物体的多种生理功能。

FGF-21是FGF家族的一个新成员，是一种可分泌蛋白，最早从老鼠胚胎中分离出。人的FGF-21cDNA编码209个氨基酸，与老鼠的FGF-21的氨基酸具有大约75％的同源性。人类的FGF-21氨基酸序列与FGF-19和FGF-23同源性分别为35％和24％。FGF-21、FGF-19和FGF-23与脂肪代谢有着密切的关系，近年来成为国际上肥胖和糖尿病研究的热点基因。如美国科学家最新研究发现，食用高脂肪低碳水化合物的食物能否达到减肥效果，取决于身体能否产生FGF-21来帮助脂肪代谢。这些研究显示，FGF-21分子对于脂肪的代谢和体重的控制非常重要，对这种分子进行研究，有助于找到治疗肥胖症的新方法。

FGF-21在糖尿病治疗方面的作用也有较好的研究前景。FGF-21对β细胞的功能和活性具有保护作用，它可以通过激活ERK1/2和Akt信号通路来提高胰β细胞的活性，而胰β细胞发生机能障碍正是糖尿病发病的主要原因。研究表明：FGF-21对胰β细胞的作用时发现，在小鼠胰岛和胰岛-1E细胞中，FGF-21激活细胞外信号调节激酶ERK1/2和Akt信号通路。FGF-21可以提高正常小鼠胰岛素mRNA水平和蛋白水平，但无葡萄糖诱导胰岛素分泌功能。FGF-21处理的糖尿病啮鼠动物，可以提高胰岛素量和葡萄糖诱导胰岛素分泌。正常或db/db小鼠进行FGF-21短期治疗降低了胰岛素水平，改善了葡萄糖清除率。持续处理8周的db/db小鼠餐后血糖正常，血浆胰岛素水平升高，但不影响胰岛细胞增殖。另外，FGF-21对糖脂毒性和细胞因子诱导的胰岛细胞凋亡有局部保护作用。FGF-21可以在肝脏中优先表达。肝脏中的FGF-21在PPARalpha调节下可以作为肝脏中油脂保持稳定的调节剂，因此FGF-21作为肝脏油脂稳定的调节剂可以避免脂肪肝的发生。

许多疾病的发生特别是癌症都与FGF信号的异常有关。FGF-21作用于BalB/c3T3，NIH 3T3，HMECS细胞等，都没有促有丝分裂活性，这给FGF-21在肿瘤药物开发方面提供了非常好的信息。FGF-21是FGFs家族成员中第一个被报道在肝脏中优先表达的基因。研究发现，大量表达FGF-21可以抑制二乙基亚硝胺(DEN)导致的肝癌的发生。然而肿瘤发生以后，FGF-21对肿瘤的抑制作用便又消失。目前的研究已经证实，FGF-21可以通过与FGFR4结合来抑制肝细胞肿瘤的发展；而通过与FGFR1相互作用，加速肝癌的进程。利用转基因小鼠进行的实验研究表明，肿瘤发生以后，FGFR1的异常表达能加速细胞周期和新生血管生成从而促进DEN诱导的肝癌进程。可见在肝癌细胞分化过程中，FGF-21通过不同FGFR表现出两种截然不同的功能，但不会对肝癌发生率有影响。(Nishimura T，et al.Biochim Biophys Acta，2000，1492(1)：203-6；Yamashita T，Yoshioka M，Biochem Biophys Res Common，2000，277(2)：494-8；AlexeiKharitonenkov，et al.J Clin Invest.2005，115(6)：1627-1635；WolfWente，Alexander M，Efanov，et al..American Diabetes Association，2006，5：2470-2478；Inagaki T，Dutchak P，Zhao G，et al.Cell Metab，2007，5(6)：415-25；Hajime Yamauchi，YuheiHotta，Morichika Konishi，et al.EMBOreport，2006，7：649-654.)

因此，FGF-21的发现对于治疗糖尿病和一些新陈代谢疾病以及肝癌的早期治疗有着重要意义。FGF-21的研究以及在临床上的应用前景日益受到人们的关注。