長效GLP-1-IgG2σFc融合蛋白的真核表達與生物活性鑒定.pdf

1、GLP-1(Glucagon-like peptide-1，胰高血糖素樣肽)是一種由胰高血糖素原基因翻譯表達的一種31個氨基酸的多肽，它通過與相應(yīng)的G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合發(fā)揮生物效應(yīng)。GLP-1可以顯著的提高一、二相胰島素分泌，降低胰高血糖素水平，并延緩胃排空，因為 GLP-1降低血糖的效應(yīng)具有血糖依賴性并且具有降低體重的作用，故GLP-1作為二型糖尿病的治療藥物時可以有效的避免低血糖的發(fā)生并緩解肥胖所造成的胰島素耐受。由于體內(nèi)二肽基肽酶對

2、于 GLP-1的特異性酶切和小分子多肽固有的高腎清除率，GLP-1體內(nèi)半衰期僅僅為2分鐘。當前研究主要采用對GLP-1氨基酸位點修飾、替換和連接大分子蛋白的方法來為了延長GLP-1的半衰期。具有代表性的GLP-1類似物有Exenatide（艾塞那肽）、Liraglutide（利拉魯肽）和Dulaglutide（杜拉魯肽）。
　　本課題中將GLP-1變體（A8G/G26E/R36G）通過肽鏈Linker連接在IgG2σ的Fc段上。利

3、用CHO-K1哺乳動物細胞表達平臺構(gòu)建并表達了GLP-1 IgG2σFc融合蛋白。通過初步親和層析獲得了純度較高的重組融合蛋白，并在體內(nèi)和體外水平對GLP-1 Fc融合蛋白進行了生物活性鑒定。
　　第一部分構(gòu)建 GLP-1-IgG2σ Fc融合蛋白的表達質(zhì)粒并篩選出穩(wěn)定表達GLP-1-IgG2σFc融合蛋白的CHO-K1穩(wěn)定細胞株
　　本部分研究將設(shè)計合成的GLP-1 IgG2σFc融合蛋白編碼序列（cDNA,918bp）使

4、用T4連接酶酶連入哺乳細胞表達載體SGLs載體中（7956bp），并通過測序確認表達載體構(gòu)建成功(引物:5?-CAGGACCACGTCGTGCCAGT-3?)。在使用PvuI酶對表達載體酶切后，使用電穿孔轉(zhuǎn)染的方式將線性化表達載體穩(wěn)定轉(zhuǎn)染至 CHO-K1細胞中，使用蛋白凝膠電泳和間接法ELISA對細胞培養(yǎng)上清進行檢測，篩選出高表達細胞株。經(jīng)過三輪的亞克隆篩選，最終獲得的細胞株蛋白表達水平達到1.2g/L。通過對連續(xù)培養(yǎng)的細胞上清進行檢測

5、，并根據(jù)目標蛋白表達水平和雜質(zhì)含量變化，在細胞連續(xù)培養(yǎng)12天后收獲培養(yǎng)上清。該部分研究成功構(gòu)建了 GLP-1-IgG2σ Fc融合蛋白的表達質(zhì)粒，構(gòu)建并篩選出融合蛋白的穩(wěn)定表達細胞株，為后續(xù)實驗提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　第二部分建立GLP-1-IgG2σFc融合蛋白的純化方法并對融合蛋白進行鑒定分析
　　本部分研究的目的為探究從細胞培養(yǎng)上清中獲得純度較高融合蛋白的純化方法，并鑒定產(chǎn)物是否為目標產(chǎn)物。首先通過離心收集細胞連續(xù)培養(yǎng)1

6、2天后的細胞上清，使用Protein A親和層析柱進行親和層析，由于親和層析后的蛋白仍然含有降解產(chǎn)物和多聚體，因此進一步進行疏水層析，經(jīng)兩步純化獲得的融合蛋白，經(jīng)HPLC分析和SDS-PAGE分析,顯示蛋白純度高于90％。分別以抗GLP-1抗體和抗IgG Fc抗體為檢測抗體，對純化獲得的 GLP-1-IgG2σ Fc融合蛋白進行Western-blotting檢測，驗證了融合蛋白的完整性。
　　第三部分 GLP-1-IgG2σFc

7、融合蛋白的生物活性的體內(nèi)外研究
　　本部分內(nèi)容中，首先通過INS-1細胞中進行了GSIS（葡萄糖刺激胰島素分泌試驗），胰島素ELISA測定證實GLP-1-IgG2σ Fc融合蛋白在高糖條件下可以促進胰島素的分泌；同時通過熒光定量PCR檢測胰島素mRNA，也證實了融合蛋白具有促進胰島素mRNA合成的作用。隨后，通過C57/BL6J小鼠OGTT試驗，一方面確定融合蛋白具有降血糖作用，一方面初步確立了給藥劑量。在自發(fā)性肥胖糖尿病模型 K

8、KAy小鼠體內(nèi)進行為期四周（給藥頻率為每三天給藥一次）的實驗，與陽性對照藥GLP-1-IgG4 Fc融合蛋白相比，GLP-1-IgG2σ Fc融合蛋白顯示出更為出色的降血糖作用以及體重控制效能。最后在食蟹猴體內(nèi)進行了的半衰期測定試驗，單次給藥0.1 mg/kg后， GLP-1-IgG2σFc融合蛋白的半衰期為57.1小時，與Dulaglutide同實驗體系下的半衰期(38小時)相比，延長了約50%，初步驗證了融合蛋白在保持GLP-1藥效