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根据恶性实体肿瘤的血管依赖性原理,抗肿瘤血管生成治疗已成为当今肿瘤生物治疗的研究热点,并且显示出良好的应用前景。已分离出的多种有效内源性血管生成抑制因子,包括PF4,血管抑素K1区域,人纤溶酶原K5区域,Endostatin,FLT(1-3),KDR(1-3)等,以及利用血管生成因子(VEGF121,VEGF165)发展高度血管靶向性的“生物导弹”,已逐步用于临床研究中。
本课题目的:利用基因重组技术,将上述众多因子拼接为多种组合的融合基因,构建多功能、多靶点作用的基因工程药物;利用毕赤酵母GS115系统,实现高密度发酵及融合蛋白的批量分离纯化;体外体内生物学活性测定,探讨多靶点作用的基因工程药物在抑制肿瘤血管生成方面的可行性。
本课题通过搭建两个技术平台,构建了9个重组酵母工程菌。它们是以PFK为平台的系列A,包括pPICZαA-PFK/GS115,pPICZαA-PFK-K5/GS115,pPICZαA-PFK-EN/GS115和pPICZαA-PFK-FLT(1-3)/GS115;以K1为平台的系列B,包括pPICZαA-K1-EN(A)/GS115,pPICZαA-K1-EN(B)/GS115,pPICZαA-K1-VEGF121/GS115,pPICZαA-K1-VEGF165/GS115和pPICZαA-K1-KDR(1-3)/GS115。其中,三个重组酵母工程菌,pPICZαA-PFK/GS115,pPICZαA-PFK-K5/GS115和pPICZαA-K1-EN(A)/GS115,能稳定高表达融合蛋白。
利用毕赤酵母GS115系统,甲醇诱导,在摇瓶和发酵罐两个水平上摸索高密度发酵和诱导表达条件。三种重组融合蛋白PFK,PFK-K5和K1-EN的产量分别为,摇瓶:95.0mg/L,97.2mg/L和30.3mg/L;发酵罐:103.5mg/L,275mg/L和113.4mg/L。利用自制赖氨酸亲和层析柱,批量分离纯化融合蛋白,三种重组融合蛋白PFK,PFK-K5和K1-EN的纯度分别为95%,95%和96%。
体外活性实验结果显示,融合蛋白PFK,PFK-K5和K1-EN均能有效抑制PIEC细胞的生长,半抑制量分别为:87,36,75ug/mL。初步的体内活性实验结果显示,融合蛋白PFK,PFK-K5对胰腺癌小鼠移植瘤生长有一定的抑制作用,并且存在剂量依赖性。