FGF21突变体蛋白及其医药用途制造技术

本发明专利技术涉及一种FGF21突变体蛋白及其医药用途。本发明专利技术提供了FGF21突变体蛋白，以及FGF21突变体蛋白及其药物组合物用于治疗糖尿病、肥胖、血脂异常、代谢综合征、非酒精性脂肪肝或非酒精性脂肪肝炎等相关疾病的方法。肝或非酒精性脂肪肝炎等相关疾病的方法。

【技术实现步骤摘要】
FGF21突变体蛋白及其医药用途


[0001]本专利技术属于生物医药领域，具体涉及FGF21的突变体蛋白及其医药用途。

技术介绍

[0002]成纤维细胞生长因21(Fibroblast growth factor 21,FGF21)是一种由209个氨基酸组成的多肽(SEQ ID NO:1)，其氨基酸序列与小鼠的FGF21具有约75％的同源性。FGF21 N末端含有28个氨基酸构成的信号肽，因而成熟的FGF21由181个氨基酸组成(SEQ ID NO:3)。成熟的FGF21在本文SEQ ID NO:3的第146位上具有Leu替代Pro的天然人FGF21同等型(isoform)或等位形式(allelic form)。FGF21主要在肝脏和胰腺中表达，同时也存在于脂肪和肌肉组织中。通过FGFR的介导和跨膜蛋白βKlotho(KLB)的辅助，FGF21能诱导肝脏、胰腺和脂肪组织中的多种信号通路和功能活动，进而实现对糖脂代谢的调节和对胰岛β细胞进行保护的生理功能。FGF21通过激活非胰岛素依赖的葡萄糖吸收，调节脂肪细胞对葡萄糖的摄取。另外，研究还表明，FGF21可剂量依赖性的减少体重和全身体脂，如向患糖尿病的恒河猴施用FGF21，发现其空腹血浆葡萄糖、甘油三酯和胰高血糖素水平均有显著减少。同时，在FGF21转基因小鼠身上发现，其白色脂肪组织脂肪酶表达增加，血浆β
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羟丁酸和游离脂肪酸水平升高。这意味着FGF21可能是通过促进脂肪分解以及生酮作用调控脂质代谢。在胰岛细胞和INS
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1E细胞中，FGF21能够抑制葡萄糖介导的胰高血糖素的释放，刺激胰岛素的产生，并防止胰岛细胞凋亡，进而改善胰腺细胞功能。此外，FGF21还能激活外分泌胰腺细胞和肝细胞信号通路，抑制肝糖原输出。
[0003]FGF21作为FGF基因家族的成员，大多数FGF具有广谱的促有丝分裂的能力，而探究结果表明，FGF21既没有促进细胞增殖的能力，也不会拮抗FGF家族其他成员的功能。实验证明，FGF21转基因鼠(体内FGF21量是正常鼠的150倍左右)在整个生命周期内，体内未发现肿瘤以及组织增生等异常状况。同时，其代谢调节作用与机体的代谢水平相关，调节作用仅在代谢异常时发挥作用，即使超过药理学剂量的FGF21也不会出现低血糖症。而目前市场上主要的治疗糖尿病的药物(胰岛素，噻唑烷二酮等)在剂量不当时易产生副作用，如大剂量的胰岛素导致的低血糖，噻唑烷二酮导致的肝功能损坏和水肿，这些在接受FGF21治疗的动物实验中均没有发现，这也足以证明FGF21是一种理想的治疗糖尿病以及肥胖等疾病的药物。
[0004]FGF21在控制血糖和降低体重等方面的生理功能为治疗相关疾病带来了希望，但是野生型FGF21作为小分子蛋白易被蛋白酶水解，也可通过肾小球滤过，半衰期仅为0.5
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2h，难以保证有效药物作用时间。面对这种困难，医药工业界通过进行酶切位点氨基酸定点突变，制备长效融合蛋白或将聚乙二醇连接到多肽骨架等方法来提高FGF21的半衰期。此外，在研发FGF21作为蛋白质制剂中的重大挑战还来自其自身聚集造成的不稳定性。目标治疗蛋白的理想效果是增加对蛋白水解的耐受性以及降低蛋白的聚集性，进而增强FGF21蛋白制剂的半衰期和稳定性，实现对患者的低频给药。在WO2009/149171和WO2017/074117中已经描述了一些基于人野生型FGF21多肽序列的突变体。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种FGF21蛋白或其变体，其通式如下：
[0006]HPIPDSSPLLQFGGQVRQRYLYTDDAQQTEAHLEIREDGTVGGAADQSPESL
[0007]LQLKALKPGVIQILGVKTSRFLCQRPDGALYGSLHFDPEACSFRERLLEDGY
[0008]NVYQSEAHGLPLHLPGNKSPHRDPAPRGPARFLPLPGLPPALPEPPGILAPQPPDVGSWDPLSMVGGSQGX
175
SPSYES
[0009](I)
[0010]其中：
[0011]X
175
选自Arg或Trp。
[0012]本专利技术的一个实施方案是通式(I)所述的FGF21蛋白或其变体，其序列如SEQ ID NO:5所示。
[0013]本专利技术还涉及一种多核苷酸，其编码包含通式(I)所述的FGF21蛋白或其变体。
[0014]本专利技术还涉及一种表达载体，其含有如上所述的多核苷酸。
[0015]另外，本专利技术还涉及一种宿主细胞，其导入或含有如上所述的表达载体。
[0016]其中上述宿主细胞为细菌，或者为酵母菌，或者为哺乳动物细胞；优选为大肠杆菌、毕赤酵母、CHO细胞或HEK293细胞。
[0017]本专利技术还涉及一种生产FGF21蛋白或其变体的方法，包括步骤：
[0018]1)培养如上所述的宿主细胞；
[0019]2)从培养物中分离FGF21蛋白或其变体；
[0020]3)以及对所述的蛋白或其变体进行纯化。
[0021]本专利技术进一步包含一种药物组合物，其含有通式(I)所述的FGF21蛋白或其变体。
[0022]上述药物组合物进一步包括药学上可接受的赋形剂、稀释剂或载体。
[0023]本专利技术还涉及所述的FGF21蛋白或其变体或如上所述的药物组合物在制备药物中的应用，所述药物用于治疗或预防治疗糖尿病、肥胖、血脂异常、代谢综合征、非酒精性脂肪肝或非酒精性脂肪肝炎等相关疾病。
[0024]本专利技术提供的FGF21突变体蛋白，能够诱导葡萄糖摄取、促进ERK1/2蛋白的磷酸化，这些特征对于治疗性蛋白的制备和配制有利，并具有对糖尿病、肥胖、血脂异常、代谢综合征、非酒精性脂肪肝或非酒精性脂肪肝炎等相关疾病的潜在治疗效果。
[0025]专利技术的详细说明
[0026]除非有相反陈述，在说明书和权利要求书中使用的术语具有下述含义。
[0027]本专利技术的FGF21突变体中氨基酸的位置改变从成熟的人野生型FGF21(SEQ ID NO:3)多肽中的氨基酸位置决定。
[0028]本专利技术的氨基酸序列含有二十种氨基酸的标准单字母或三字母代码。
[0029]术语“FGF21多肽”是指人体内表达的天然存在的野生型多肽。包括SEQ ID NO:1组成由SEQ ID NO:2编码的全长形式，和SEQ ID NO:3组成由SEQ ID NO:4编码的成熟形式。
[0030]术语“FGF21突变体”是指基于天然存在的FGF21氨基酸(SEQ ID NO:3)序列而修饰的FGF21多肽。这类修饰包括但不仅限于一个或多个氨基酸被取代，包括且不仅限于本文所述的蛋白酶抗性FGF21突变体、聚集减少的FGF21突变体以及FGF21组合突变体。
[0031]术语“患者”是哺乳动物，优选人。
[0032]术语“治疗”指减缓、降低或逆转症状、病症或疾病的进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FGF21蛋白或其变体，其通式如下：HPIPDSSPLLQFGGQVRQRYLYTDDAQQTEAHLEIREDGTVGGAADQSPESLLQLKALKPGVIQILGVKTSRFLCQRPDGALYGSLHFDPEACSFRERLLEDGYNVYQSEAHGLPLHLPGNKSPHRDPAPRGPARFLPLPGLPPALPEPPGILAPQPPDVGSWDPLSMVGGSQGX
175
SPSYES(I)其中：X
175
选自Arg或Trp。2.根据权利要求1所述的FGF21蛋白或其变体，其序列如SEQ ID NO:5所示。3.一种多核苷酸，其编码包含权利要求1或2所述的FGF21蛋白或其变体。4.一种表达载体，其含有权利要求3所述的多核苷酸。5.一种宿主细胞，其导入或含有权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：花海清，毛东杰，谢岳峻，
申请(专利权)人：江苏豪森药业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：