胸腺肽β4的应用及制备

2020/2/17 14:13:44

背景及概述[1][2]

胸腺肽是胸腺分泌的具有生物活性的多肽的混合物,其含有多种有效成分,可改善机体的免疫状态,协调内分泌,提高机体对细菌、病毒感染的抵抗力。胸腺β4是胸腺肽β家族中的一员,胸腺β4由43个氨基酸组成,具亲水性。胸腺肽β4具有多种生物学功能:胸腺β4在骨髓干细胞发育成前胸腺细胞阶段诱导末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)活性,从而调节T细胞的分化;胸腺β4能够调节肌动蛋白的动力学变化,通过调节肌动蛋白G与F之间的比例来影响细胞骨架结构的形成。同时,研究发现胸腺β4具有消炎和促进创伤愈合的功效,能够促进创伤部位的血管生成、胶原沉积等修复过程,这使得胸腺β4具有很高的医用价值。

应用[2-3]

1. 胸腺β4与肿瘤

研究表明,醋酸胸腺β4与多种肿瘤相关,包括结肠癌、黑素瘤、纤维肉瘤、乳腺癌、胰腺癌和肺癌等,它能协同多种因子促进肿瘤的侵袭和转移。

2. 胸腺β4在心脏损伤修复中的作用

在心肌梗死急性期,大量心肌细胞缺血坏死,导致心功能受损,最终进展为心力衰竭。研究证实,醋酸胸腺β4具有保护心肌细胞的作用。他们观察到胚胎内皮祖细胞(eEPCs)可以明显提高乳鼠心肌细胞在缺氧复氧损伤中的存活率(从32%±4%到90%±2%),而应用胸腺β4shRNA转染后的eEPCs对心肌细胞的保护作用下降(45%±7%);在猪心肌缺血再灌注损伤模型中,应用胸腺β4和eEPCs后都可以减少梗死面积,并且二者作用相当。研究发现,在大鼠心肌梗死模型中,Akt基因修饰的骨髓间充质干细胞(Akt-MSCs)在移植后72h内即可影响心功能,缺氧Akt-MSCs中编码VEGF、FGF-2、HGF、IGF-I、胸腺β4的基因明显上调,由此证明Akt-MSCs主要是通过旁分泌胸腺β4等细胞因子保护心肌从而改善心功能。

在小鼠急性心肌梗死模型中观察到胸腺β4治疗组的短轴缩短率(FS)和射血分数(EF)与对照组相比分别提高了60%和100%,体外培养的心肌细胞在加入胸腺β4后存活时间也比对照组增加了一倍。其机制可能是胸腺β4激活了整合素连接激酶(ILK),并与接头蛋白(PINCH)和ILK形成复合物,这种复合物使Akt磷酸化而激活,进而磷酸化caspase9和Bad,使二者分别丧失激活caspase3和阻断Bcl2的能力,从而降低细胞凋亡,促进心肌细胞的存活。此外,胸腺β4还能提高原癌基因Bcl2基因的表达,从而延长细胞存活,抑制细胞凋亡。

3. 胸腺肽 β4 在眼表疾病中的保护作用

胸腺β4是治疗许多眼表疾病的新选择。与传统的药物相比(如抗生素、激素及生长因子等),胸腺β4的促增殖作用不可小觑。它不仅能有效抗炎还可以促进细胞增殖,因此其能显著促进眼表伤口愈合并从根本上缓解干眼症状,且短期临床试验尚未发现不良反应及并发症。除此之外,醋酸胸腺β4还可抑制由多种原因所至的眼表氧化应激损伤。因此,在眼科领域,胸腺β4作为创伤愈合及抗炎的治疗药物具有重要临床意义。但目前对胸腺β4促进伤口愈合及抗炎的作用机制的研究尚浅,未来还需要大量的基础及临床研究去探索其在此方面的详细作用机制,以期能发现更多潜在的治疗作用及适应证,并运用于临床。

制备[1]

1TF5的制备TF5粗提物的制备采用硫酸铵沉淀法。具体步骤为:胸腺组织→匀浆→10000r·min-1离心20min→取上清液,加热到80℃→取上清液并冷却到6℃,每100mL粗品提取液中加入-10℃的75%丙酮5~10mL→真空抽滤去除丙酮→将沉淀溶解,加入硫酸铵至25%~50%饱和度→得到TF5沉淀。2阴阳离子交换分离提取胸腺β4将提取的TF5以5g·L-1溶于0.02mol·L-1的pH值4.2的磷酸氢二钠-枸橼酸缓冲液,配成上样溶液,制得的上清液在-20℃冷冻,放入冷冻干燥机中冷冻干燥。阳离子交换采用CM-sepharoseFF凝胶,填装后柱高为50cm,直径为2.5cm。

上样液以5BV·h-1的速度通过阳离子交换柱,填装后柱长为25cm,直径为2.5cm,上样量为500mL。上样量为1L,交换之后用1%,4%和5%的NaCl溶液(w/v)以3.0BV·h-1洗脱。收集胸腺β4所在的洗脱峰,-20℃冷冻后进行冷冻干燥。将冻干粉溶于0.02mol·L-1的pH值6.8的磷酸氢二钠-磷酸二氢钠缓冲液,以2BV·h-1的速度通过DEAE-sepharoseFF阴离子交换柱(50cm×1.6cm),离子交换之后分别以去离子水,1%,4%,5%的NaCl溶液(w/v)以1.5BV·h-1洗脱。将收集得到的胸腺β4洗脱液,装入截留相对分子质量为2000的透析袋,4℃冰箱透析3次,每次24h。透析后溶液冷冻干燥,得到产品。

主要参考资料

[1] 胸腺肽β4分离与纯化工艺的研究

[2] 胸腺肽β4在心脏损伤修复中的作用研究进展

[3] 胸腺肽β4在眼表疾病中的保护作用

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