[发明专利]FGF21与IGF-1的融合蛋白及其应用

说明书

本发明提供了一种FGF21与IGF‑1的融合蛋白。本发明的融合蛋白通过适当的接头肽段以最佳的融合形式进行融合，产生的融合蛋白成功地保留了各自的生物活性。本发明的融合蛋白特别的是从N端到C端依次含有人成纤维细胞21号生长因子21(hFGF21)、柔性肽接头(L)、人免疫球蛋白Fc片段、柔性肽接头(L)和类胰岛素一号增长因子(IGF‑1)。该融合蛋白在糖脂代谢等方面展示出比单独使用时更高的调控作用，增强了对代谢紊乱类疾病、心血管疾病、肝脏脂肪病变等类型疾病的治疗效果。同时又克服了单独使用时容易造成的副作用(如：骨质疏松、致癌风险等)。

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体地涉及一种FGF21与IGF-1的融合蛋白及其应用。

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，它们是在发展及成熟组织中均有表达的多肽，目前已发现至少22个的成员，其中心区域都含有同源性为30～70％的一段氨基酸序列，根据其序列同源性分析，目前FGF家族成员可分为7个亚族。FGF不止在纤维原细胞的生长中起作，也在形态发生、血管生成、肿瘤发生、创伤愈合、神经元存活、代谢调节及细胞分化等方面有重要作用。

FGF21是FGF家族的一个重要成员，与FGF19及FGF23构成的FGF的一个亚族。与其它亚族同源性较低，该家族作为内分泌因子参与多种生理过程，如：能量和胆酸代谢平衡，葡萄糖及脂肪代谢及磷酸和维他命D代谢平衡等。

FGF21是非典型的FGF，人的FGF21由209个氨基酸组成，包含了一段28个氨基酸的前导序列，与老鼠的FGF21的氨基酸序列具有大约75％同源性，与人类的FGF19及FGF23的氨基酸序列的同源性分别为35％和24％。FGF21是分泌型多肽，不依赖于肝素，作为一种调节糖、脂肪及能量代谢的激素，在肝脏、胰腺及白色脂肪组织中高表达，也是FGF家族中唯一主要在肝脏中表达的，能降低血糖，甘油三酯，胰高血糖素和果糖胺的浓度，改善胰岛β细胞的功能等，有望被广泛应用于人类II型糖尿病、肥胖、血脂异常、脂肪肝、肝癌、心血管疾病以及其它代谢紊乱疾病。

Inagaki等人用高脂低碳的食物喂养FGF21缺乏的转基因小鼠及对照正常小鼠的实验显示，30天连续喂养后，正常小鼠肝脏FGF21表达明显升高，转基因小鼠则急剧变胖，肝脏内出现脂肪堆积。恢复正常饮食后，正常小鼠的FGF21表达水平出现回落。结果显示高脂肪低碳水化合物条件导致机体代谢模式调整成消耗体内储存脂肪，将脂肪转运到肝脏中进行分解代谢。FGF21在此过程中扮演了重要的调节作用。Coskun和Xu连续两周将FGF21注射入高脂饮食导致的肥胖小鼠后，小鼠体重减低了20％，体内脂肪含量也出现下调，且与FGF21呈浓度依赖关系。在此过程中，能量摄取并未减少，但是能量消耗增加、脂肪利用及脂质代谢加快，肝脏脂肪含量降低，高血糖症状也有明显改善。Kharitonenkov及其研究组成员将FGF21注射到糖尿病恒河猴体内后发现，不仅空腹血糖和胰岛素水平明显下降，同时高密度脂蛋白胆固醇(HDL)提高了约30％，低密度脂蛋白胆固醇(LDL)则减少约10％，甘油三酯水平也减少了50％左右。该实验表明，FGF21可减少体重及全身脂肪，降低血脂水平并逆转肝脏脂肪变性。综上所述，FGF21对脂肪代谢和体重控制非常重要，表现出来有效治疗肥胖及脂肪肝的所必须的治疗学特征，提供了代谢调节因子效用方面新的思路。