[发明专利]野生型人生长激素突变体

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体地，本发明公开了一种突变体。

背景技术

人体的生长激素是脑垂体前叶分泌的一种蛋白质激素，由191个氨基酸组成，它是体内最重要的促进生长的激素。人生长素(hGH)有较强的种属特异性，除猴的生长素以外，其他动物的生长素对人无效。生长素的生理作用主要有：(1)促进生长：hGH是体内促进生长起关键作用的激素。它作用于全身各组织，特别对骨骼、肌肉及内脏器官的生长作用尤为显著。动物实验表明，幼年动物摘除垂体后，生长随即停止，如及时补充hGH，生长则可恢复。人幼年时期缺乏hGH，则生长停滞，身材矮小，但智力发育不受影响，称为侏儒症；如hGH分泌过多，生长过度，则引起巨人症。成年后hGH分泌过多，由于长骨骨骺已钙化，不再生长，只能使手脚肢端短骨、面骨及其软组织生长异常，出现手足粗大、鼻大唇厚、下颌突出等症，称为肢端肥大症。hGH促进生长作用是由于它能促进骨、软骨、肌肉及其他组织细胞分裂增殖，蛋白质合成增加。实验研究发现，hGH的促进生长作用并不是直接作用。hGH作用于肝、肌肉、肾、心与肺等组织，使这些组织产生一种具有促生长作用的肽类物质，称为生长素介质(SM)。由于它的化学结构与胰岛素相似，所以又称为胰岛素样生长因子(IGF)。生长素介质有IGF-I和IGF-II两种。hGH的促生长作用主要是通过IGF-I介导的；而IGF-II主要在胚胎期产生，对胎儿的生长起重要作用。(2)调节代谢：hGH对蛋白质、脂肪和糖的代谢均有调节作用。具体表现为：①促进氨基酸进入细胞，加速蛋白质合成，这也是通过生长素介质介导实现的；②促进脂肪分解，加速脂肪酸氧化；③抑制组织对葡萄糖的利用，提高血糖水平；生长素分泌过量，一方面影响糖代谢，可使血糖增高，另一方面脂肪分解供能增多，葡萄糖分解减少，也可使血糖增高，引起垂体性糖尿病。

生长素的分泌受到下丘脑分泌的GHRH和GHRIH的双重调节。GHRH促进腺垂体分泌GH；而GHRIH则抑制GH的分泌。GH的分泌呈脉冲式，其波动周期为1-4小时，这是因为受到下丘脑GHRH脉冲式释放的控制。睡眠过程中的慢波睡眠期hGH分泌达高峰，这对促进生长是有利的。代谢因素也可影响hGH的分泌，如血糖降低、血中氨基酸与脂肪酸增高均可引起hGH分泌增加。

儿童身高的增长主要是长骨的骨干与骨骺之间的软骨板中的细胞分裂增殖实现的，而生长激素正是对这种软骨细胞的分裂增殖具有显著的促进作用。进入青春发育期时，生长激素在性激素的协同作用下，更进一步引起身高的快速增长。生长激素还具有促进蛋白质合成的作用，所以对体内各种器官组织的生长也有积极作用。当儿童患有先天或后天性疾病，引起生长激素缺乏或分泌不足时，可造成身材矮小，甚至侏儒症，全身各种器官组织的生长也较迟滞。可表现为身材增长缓慢。婴儿起病者出生时身长和体重可正常，1～2岁以后生长落后，停滞于幼儿身材。儿童起病者生长逐渐缓慢平均身高增长每年小于3cm，身体各部分比例同儿童期，头大，手足小，面容幼稚但较躯体显老，皮肤细腻，毛发少且柔软，身体脂肪多，肌肉不发达，智力发育与同龄儿童无区别。骨骼发育不全，骨龄幼稚，骨骼短小，身高常小于130cm。骨龄常代表骨骼成熟的程度，常用腕、肘关节X线观察骨化中心出现的情况计算。11岁女孩大约90％骨骺已形成，男孩约80％形成，如骨龄的成龄的成熟超过其身高的增长，最终身高将较低。

hGH正常基础值4～8ng/ml，夜间入睡后30～60分钟出现hGH高峰，可于入睡后60分钟取血测定，即睡眠试验，病儿基础值往往低于零，且睡眠后无高峰出。还可让稍大的患儿运动，如上、下楼梯5分钟后测hGH。但此2项结果正常儿童与患儿常有重叠，故hGH值升高可除外hGH缺乏症，而降低不能确诊本症。

hGH作为治疗侏儒症特效药于1958年已经在临床上使用。但是由于这种药品只能从人的脑垂体前叶提取，一名侏儒患者每年所需要的药量约需从50个尸体的脑垂体中提取，这样就大大限制了它在临床上的其他适应症研究。为解决hGH的供给问题，美国专门制定了法律，规定所有美国公民死后都有无偿贡献脑垂体的义务，国家建立脑垂体库，以保证来源。但是在用了几年这样提取出的hGH后，发现几个使用者被传染上了致命的病毒，病人肌肉逐渐萎缩、痴呆，几年后死亡，后来证实是疯牛病。因此美国食品药品监督管理局(FDA)在上世纪80年代停止一切提取自尸体脑垂体的hGH应用于人体上。