可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物、纳米纤维及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物、纳米纤维及其应用，所述多肽衍生物可以模拟PDGF蛋白的生物学活性，即促进成纤维细胞增殖、迁移，生产方法简单、分子量较小、产率大、成本低，产物化学结构明确。所述多肽衍生物能够在水溶液中自组装，形成纳米纤维，可有效修复辐射引起的皮肤损伤。所述可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物的序列为X‑Phe‑Phe‑Gly‑Val‑Arg‑Lys‑Lys‑Pro，其中，端基X为含芳香基团的端基。

Peptide derivatives, nanofibers and their applications that can simulate the biological activity of platelet-derived factors

【技术实现步骤摘要】
可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物、纳米纤维及其应用
本专利技术涉及一种可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物、纳米纤维及其应用。
技术介绍
皮肤是人体面积最大的器官，主要由表皮、真皮和皮下组织构成。一般来说表皮层的破损很容易修复且不会产生疤痕，但一旦真皮层受到了破坏便很难愈合。在癌症的放射治疗中，电离辐射在杀死癌细胞的同时会对人体的正常组织造成损伤，约95％的患者都会出现因电离辐射导致的皮肤损伤等副作用。目前治疗电离辐射损伤的方法主要有两种：细胞因子疗法和干细胞疗法。细胞因子治疗是能够预防或减少急性辐射综合征的主要策略，造血生长因子在刺激造血恢复方面尤其有效。然而，由于辐射损伤后会导致干细胞和祖细胞的大量凋亡，因此细胞因子的治疗只仅限于中等辐射剂量范围内(全身辐射3-7Gy)。干细胞治疗是实验室开发的一种很有前途的方法，可以用于治疗严重辐射损伤，一般选用从骨髓、脂肪组织、脐带等多种人体组织中提取的间充质干细胞(MSCs)，通过替代作用和旁分泌作用来治疗辐射损伤。但这两种治疗方式均存在组织特异性差、作用机制不清楚、疗效不稳定等缺点，其临床应用受到了很大的限制。因此亟需开发出一种简单有效的药物来修复辐射造成的皮肤损伤。血小板衍生因子(PDGF)是一种重要的促有丝分裂因子，具有刺激特定细胞群分裂增殖的能力，如成纤维细胞、血管平滑肌细胞、小鼠成肌细胞、间充质干细胞等。参与调节包括细胞迁移、分化和凋亡在内的众多细胞过程。在原肠胚的形成和发展、早期造血和血管形成中发挥着重要的作用。当人体某个组织受损时，血小板释放出几种生长因子，其中最主要的是血小板衍生因子(PDGF)，它能够刺激邻近的结缔组织细胞生长。这些结缔组织细胞是重建受损组织、愈合创口的先锋队。因此，PDGF对于重度烧伤、伤口愈合、皮肤癌患者等，是很好的良药。PDGF家族是由PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C和PDGF-D这四种不同的单体多肽链二聚形成的PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-AB、PDGF-CC和PDGF-DD这五个成员组成的。其中PDGF-AA和PDGF-BB具有广泛的促进细胞增殖、迁移、抵抗细胞凋亡、创伤修复等众多生物学活性。PDGF-BB作为最具特征的PDGF家族成员，近些年受到了研究人员的广泛关注，X射线衍射的晶体结构表明其每条多肽链都是由两股反向平行的β折叠组成，左右两端由3个LOOP环相连接，其中LOOP1和LOOP3环对于其与受体的结合非常重要。2010年He等人研究发现游离的PDGF-B链上的LOOP1环原本是无序的，当PDGF-BB与受体接触之后才进一步形成有序大环路，再与LOOP3环一起像夹子一样将PDGF受体牢牢的固定住。受上述研究结果的启发，研究人员试图通过截取PDGF-BB多肽链上与受体结合相关的一段氨基酸序列来模拟其生物学活性。例如，在1992年Heldint等人将PDGF-B链上的第97-180个氨基酸序列进行分段合成得到18个独立的多肽链，再利用放射性标记测定其与PDGF受体的结合能力，最终筛选出第116-121个氨基酸序列ANFLVW和第157-163个氨基酸序列EIVRKKP这两段序列直接与受体结合相关。于是他们简单的将这两段连接到一起直接合成了ANFLVWEIVRKKP这13肽。但遗憾的是，最终发现这是一个PDGF受体拮抗剂，它并不能引起受体的二聚和自磷酸化，进而没有生物学活性。直到2007年Zamora等人第一次合成了PDGF激动剂，它是选取了PDGF-B链上的第153-162个氨基酸序列VRKIEIVRKK和一段能够与肝素结合的区域RKRKLERIAR(肝素能够辅助生长因子与受体结合)，通过在序列前各加入半胱氨酸C，利用其侧链上的巯基来形成二硫键促使多肽链成环，来进一步模拟PDGF。这样的设计固然非常巧妙，但较长的序列致使其最终分子量达到了4497.63Da，并且由于需要将两个半胱氨酸再连接成环，所以制作工艺上更加复杂、产率也相应地降低了很多。最终合成出来的多肽虽然与PDGF受体有较强的作用力，但其细胞增殖实验反映出其在1μg/ml的浓度下才能够达到与PDGF蛋白生物学活性相当的水平。综上所述，试图通过截取PDGF中与受体结合相关的序列结构进行简单连接、和/或者模拟PDGF与受体结合中起重要作用的环状结构的方式来获取可以模拟PDGF生物学活性的多肽的研究思路的实际效果并不理想。目前已经商业化的PDGF蛋白主要是从大肠杆菌或酵母中提取的重组人血小板衍生因子(rhPDGF)。然而其存在诸多问题：生产成本高，生产流程难以严格控制，批次间质量难以保证，工业化有难度；易失活、保存条件苛刻、需要冷链运输；因分子量过大难以透皮吸收，只能通过肌肉注射和静脉注射的方式给药，同时直接注射到体内后很容易降解，组织滞留率低、半衰期短等，这些问题极大地限制了其进一步的实际应用。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供一种可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物、纳米纤维及其应用，所述多肽衍生物可以模拟PDGF蛋白的生物学活性，即促进成纤维细胞增殖、迁移，生产方法简单、分子量较小、产率大、成本低，产物化学结构明确。所述多肽衍生物能够在水溶液中自组装，形成纳米纤维，可有效修复辐射引起的皮肤损伤。具体而言，包括以下的技术方案：根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物，所述多肽衍生物的序列为X-Phe-Phe-Gly-Val-Arg-Lys-Lys-Pro(以下简称为X-FFGVRKKP)，其中，端基X为含芳香基团的端基。根据本领域公知常识，所述氨基酸构型未作限定时，均视为L构型。优选的，所述端基X为Nap、Fbp、Car或Npx。Nap、Fbp、Car、Npx为本领域公知公用的端基。更优选的，所述端基X为Nap。具体的，所述端基X为Nap时所述短肽的结构式如下：X为Fbp时所述短肽的结构式如下：X为Car时所述短肽的结构式如下：X为Npx时所述短肽的结构式如下：所述多肽衍生物采用公知的FMOC-短肽固相合成方法合成。具体的，该多肽衍生物的制备方法，包括如下步骤(以端基X为Nap为例)：(1)Fmoc-氨基酸的C端与树脂结合；(2)Fmoc保护基的脱除，洗涤；(3)下一个Fmoc-氨基酸的C端与树脂上的氨基酸或多肽的N端耦联，洗涤；(4)重复(2)～(3)步，直到最后一个氨基酸偶联完毕，脱除Fmoc保护基，洗涤；(5)2-萘乙酸与树脂上多肽的N端偶联、洗涤；(6)多肽衍生物从树脂上切除，得到粗产品；(7)使用高效液相色谱对粗产品进行提纯。根据本专利技术的第二方面，提供了所述多肽衍生物的纳米纤维，将所述多肽衍生物的水混合物经加热冷却的方法形成所述纳米纤维。当所述多肽衍生物的水混合物浓度达到毫摩尔级别时，可以形成超分子水凝胶。作为本领域的公知常识，超分子水凝胶是由分子量小于2000的小分子化合物通过非共价键作用相互聚集，自组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物，其特征在于，所述多肽衍生物的序列为X-Phe-Phe-Gly-Val-Arg-Lys-Lys-Pro，其中，端基X为含芳香基团的端基。/n

【技术特征摘要】
1.一种可模拟血小板衍生因子生物活性的多肽衍生物，其特征在于，所述多肽衍生物的序列为X-Phe-Phe-Gly-Val-Arg-Lys-Lys-Pro，其中，端基X为含芳香基团的端基。


2.如权利要求1所述的多肽衍生物，其特征在于，所述端基X为Nap、Fbp、Car或Npx。


3.如权利要求1所述的多肽衍生物，其特征在于，所述端基X为Nap。


4.包含权利要求1-3中任一项所述多肽衍生物的纳米纤维，其特征在于，将所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志谋，王玲，商宇娜，王忠彦，高洁，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12