人成纤维生长因子21在制备用于治疗脑卒中药物中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种人成纤维生长因子21(FGF21)在制备用于治疗脑卒中药物中的应用。所述药物对脑卒中的作用主要表现为保护血脑屏障的完整性，抑制脑中神经炎症，促进脑中血管和白质重塑，提高了中风后神经功能的恢复，可极大改善脑卒中患者、糖尿病合并脑卒中患者的脑部损伤。

Application of human fibroblast growth factor 21 in preparing medicine for treating cerebral apoplexy

The present invention discloses the application of human fibroblast growth factor 21 (FGF21) in preparing medicine for treating cerebral apoplexy. The effect of drugs on stroke mainly for protecting the integrity of the blood-brain barrier, inhibiting nerve inflammation in the brain, promote brain white matter and vascular remodeling, improve the recovery of nerve function after stroke, brain injury can be greatly improved in patients with stroke, diabetes and stroke patients.

【技术实现步骤摘要】
人成纤维生长因子21在制备用于治疗脑卒中药物中的应用
本专利技术医药
，涉及人成纤维生长因子21(FGF21)的一种新用途，特别涉及人FGF21在制备用于治疗脑卒中药物中的用途。
技术介绍
脑卒中俗称“中风”，具有高发病率、高致残率、高复发率和高死亡率的特点，是世界上最重要的致死性疾病之一，也是我国第一位致残和致死性疾病。脑卒中主要分为缺血性脑卒中和出血性脑卒中两大类，其中80％左右为缺血性脑卒中。缺血性脑卒中是由于脑动脉的血流短暂或持久减少引起的。脑保护药物是目前神经学界的研究热点，目前唯一被证实有效且被推荐为常规治疗的药物是阿司匹林。缺血性脑卒中起病后3小时内使用r-tPA、6小时内动脉使用前尿激酶也被证明有一定疗效。然而，脑卒中的复杂性和多向性仍使其脑保护药物在临床实践上的有效数量极大受限。值得注意的是，缺血性脑卒中还是糖尿病多种并发症之一，是糖尿病发展到后期(即合并症期)而出现的脑系病变。据统计，糖尿病患者对缺血性脑卒中的敏感性是2-6倍，大约30％的脑卒中患者患有糖尿病并且90％为II型糖尿病(T2D)。与非糖尿病人群相比，糖尿病合并缺血性脑卒中的死亡率提高到两倍，残疾率和复发率高，神经功能损伤恢复慢，神经再生能力减弱以及由于其更高的出血性转化，使得缺血性脑中风的标准用药r-tPA治疗效果变小。目前，尚未发现或公布有对糖尿病合并脑卒中具有较好的治疗效果的药物。随着生活水平提高及老龄化程度加重，糖尿病患者日益增多，糖尿病增加了缺血性脑卒中的风险，糖尿病合并缺血性脑卒中已成为威胁公众健康的巨大因素。然而，尽管糖尿病引起的肾脏和视网膜微血管并发症已有大量的报道，但对糖尿病引起的神经病变(如脑卒中)机制仍知之甚少。T2D患者通常具有高血糖症、血脂异常和胰岛素抵抗，这些因素加重其中风后长期的功能缺失，也限制了大脑固有的神经修复和重建能力。研究表明对T2D患者中风后单一的胰岛素血糖控制并不能逆转其中风后功能损伤。因此，寻找有效的靶点药物以治疗脑卒中、甚至糖尿病合并脑卒中是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术人经过大量的研究发现，通过人成纤维细胞生长因子21可以改善脑卒中患者、T2D脑卒中患者的症状，并对改善症状的机理进行了阐述，从而完成本专利技术。本专利技术的目的是提供一种人成纤维生长因子21在制备用于治疗脑卒中的药物中的应用。本专利技术的另一目的是提供一种治疗脑卒中的药物，所述药物中含有治疗有效剂量的人成纤维生长因子21。根据本专利技术提供的一种人成纤维生长因子21在制备用于治疗脑卒中的药物中的应用，具有以下有益效果：(1)本专利技术发现人FGF21能够：1.通过激活PPARγ来保护血脑屏障(BBB)；2.通过抑制NFκB蛋白的表达减轻神经炎症；3.促进由AMPK/Nrf2调节的血管/白质的重构，从而促进脑卒中后的神经再生，因而其可作为各种剂型药物的有效成分，对于脑卒中、糖尿病合并脑卒中的治疗具有极其重大的意义。(2)FGF21是FGF家族中目前发现的唯一没有促有丝分裂的基因，从而大大降低了临床用药的风险。(3)本专利技术中公开的治疗机理，对以后研究治疗脑卒中、糖尿病合并脑卒中的药物具有指导意义。附图说明图1为纯化后FGF21的电泳图；图2为纯化后FGF21高效液相色谱图；图3为粘贴去除实验结果；图4为前肢踩空实验结果；图5为握力实验结果；图6为Y迷宫试验结果；图7为各组梗死体积大小及定量图；图8为小鼠脑中FGF21、p-FGFR1和FGFR1-β-klotho复合物的表达；图9为FGF21处理对高糖加IL-1β合并诱导损伤脑血管内皮细胞的紧密连接蛋白表达的影响；图10为FGF21处理对高糖加IL-1β合并诱导损伤脑血管内皮细胞的粘附因子表达的影响；图11为FGF21处理对高糖加IL-1β合并诱导损伤脑血管内皮细胞的通透性的影响；图12为FGF21对磷酸化FGFR1表达的影响；图13为FGF21对PPARγ表达的影响；图14为PPARγ对血管内皮细胞渗透性的影响；图15为FGF21对抗炎因子M2型小胶质细胞的影响；图16为FGF21对LPS诱导的细胞中炎症因子的影响；图17为FGF21对LPS诱导的细胞中FGFR1磷酸化、NFκB活性、及PPARγ表达水平的影响；图18为FGF21对轴突损伤和髓鞘丢失的影响；图19为FGF21对少突胶质细胞再生的影响；图20为FGF21对脑中脑血管密度的影响；图21为FGF21对脑中AMPK/Nrf2活性的影响；图22为FGF21处理的脑血管内皮细胞条件培养液对OPC细胞增殖的影响；图23为FGF21对II型糖尿病合并脑卒中小鼠血糖的调节。具体实施方式以下通过具体实施方式本专利技术进行进一步说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚。成纤维细胞生长因子21(FGF21)是最新发现的和糖脂代谢有关的因子，能改善胰岛β细胞的功能，促进脂肪组织中的葡萄糖吸收，是FGF家族中目前发现的唯一没有促有丝分裂的基因，从而大大降低了临床用药的风险。它主要在肝脏中表达，在脑中各区域、胶质细胞中均有少量表达。其中，人FGF21(MW:19.5kD)有181个氨基酸，与鼠FGF21的肽链有75％的同一性。经过研究表明，在一些病理条件下，FGF21发挥着组织损伤修复的功能。重组FGF21已经在多种动物模型如肝脏疾病、糖尿病肾病、动脉硬化斑形成、心肌梗塞、以及糖尿病性心肌病中，显示出一定的治疗效果。虽然FGF21介导的信号通路仍不清楚，但其治疗作用机制可能涉及血管保护和重塑、抗炎、抗氧化应激、晚期糖化终产物的形成抑制和促进组织修复。目前，尚未有关于FGF21对于脑卒中或糖尿病合并脑卒中的脑代谢、脑保护或认知方面的报道，更未有对这些方面的系统研究。本专利技术人经过大量的试验，结果发现，外源重组人成纤维细胞生长因子21(rFGF21)可以激活FGFR1-β-klotho复合物，(1)通过激活PPARγ实现对血脑屏障(BBB)的保护；(2)抑制NFκB介导的神经炎症；(3)促进AMPK/Nrf2活化介导的血管/白质重塑；提高了中风后神经功能的恢复，改善了脑卒中患者、T2D脑卒中患者的症状。因此，本专利技术的一方面，提供了一种人成纤维生长因子21在制备用于治疗脑卒中的药物中的应用。在本专利技术中，所述脑卒中包括糖尿病合并脑卒中，包括II型糖尿病合并脑卒中(即T2D脑卒中)。临床和实验数据表明，T2D患者通常具有高血糖症、血脂异常和胰岛素抵抗，这些因素加剧了对血脑屏障的渗透性和神经炎症，加重了中风后长期的神经功能缺失，也限制了大脑固有的神经修复和重建能力，而这些能力在中风后恢复正常中发挥着重要作用。为实现人FGF21在制备用于治疗脑卒中的药物中的应用，本专利技术通过微生物发酵法获得外源重组人FGF21。根据GenBank上人FGF21(NP_061986.1)的蛋白序列优化设计了相应的DNA序列，构建合适的表达载体，将表达载体转移至原核宿主细胞中，得到高蛋白表达水平的菌株，对菌株进行活化和扩增，诱导表达FGF21，通过多步骤分离纯化得到高纯度的FGF21(如图1和图2所示)。在一种优选的实施方式中，编码人FGF21蛋白的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示，其在5'端有NdeⅠ酶切位点，3'端有BamHⅠ酶切位点。在进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
人成纤维生长因子21(FGF21)在制备用于治疗脑卒中病症药物中的应用。

【技术特征摘要】
1.人成纤维生长因子21(FGF21)在制备用于治疗脑卒中病症药物中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述脑卒中病症为糖尿病合并脑卒中病症。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述脑卒中病症选自：(1)血脑屏障完整性损伤；和/或(2)脑中神经炎症；和/或(3)脑中血管和白质损伤。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述血脑屏障完整性损伤选自：(1a)脑中风后感觉功能和认知功能的损伤；和/或(1b)脑中风后脑梗死；和/或(1c)脑血管内皮细胞紧密连接蛋白的表达降低；和/或(1d)脑血管内皮细胞中粘附因子的表达增强；和/或(1e)脑血管内皮细胞的渗透性增强；和/或(1f)脑中FGFR1磷酸化表达降低，和/或PPARγ表达降低。5.根据权利要求1至4之一所述的应用，其特征在于，所述脑中神经炎症选自：(2a)脑中抗炎因子M2型小胶质细胞的数量减少；和/或(2b)脑中促炎因子iNOSmRNA和TNF-αmRNA的表达水平增强；和/或(2c)脑中抗炎因子Arg1mRN...

【专利技术属性】
技术研发人员：李校堃，王晓英，林丽，王晓杰，王怡，
申请(专利权)人：温州市生物医药协同创新中心，麻省总医院，
类型：发明
国别省市：浙江,33