PDGF-BB衍生串联蛋白PDGF2_10的构建及其在组织再生中的应用研究

针对伤口愈合并发症治疗方法的局限性，研究人员开发了一种新型串联蛋白PDGF2_10，通过基因工程技术将10个PDGF2肽段与中性粒细胞弹性蛋白酶特异性序列（AAPV）串联，显著提升了稳定性和缓释效果。体外实验证实其可促进皮肤细胞增殖、迁移及胶原合成，且无免疫原性和毒性。小鼠模型验证了其安全性，为慢性伤口治疗和再生医学提供了创新策略。

　　

伤口愈合是一个复杂的生理过程，涉及炎症、增殖和重塑等多个阶段，但慢性伤口（如糖尿病足溃疡）常因生长因子缺乏或蛋白酶降解导致愈合障碍。尽管重组人PDGF-BB（Becaplermin）已获批用于临床，但其半衰期短、成本高且存在潜在副作用。此外，短肽类药物易被蛋白酶快速降解，限制了其疗效。因此，开发兼具稳定性与生物活性的新型再生材料成为研究热点。

格但斯克医科大学等机构的研究团队基于前期发现的PDGF-BB衍生肽PDGF2（序列RLIDRTNANFL），利用DNA-FACE^TM
技术构建了含10个重复单元的串联蛋白PDGF2_10（RLIDRTNANFLGGGAAPVGGG×10），其中AAPV序列可被伤口处富集的中性粒细胞弹性蛋白酶特异性切割，实现PDGF2的缓释。该研究通过基因合成、原核表达和亲和层析获得高纯度蛋白，并系统评估了其稳定性、生物活性及安全性。

关键技术方法

1. DNA-FACE^TM
   技术：通过SapI限制酶介导的头尾连接，构建含10个PDGF2重复单元的合成基因；
2. 蛋白表达与纯化：在E. coli
   BL21 Star(DE3)中诱导表达，经Ni-Sepharose亲和层析和去泛素化酶处理获得目标蛋白；
3. 功能验证：包括LC-MS分析酶切位点、血清稳定性检测、细胞增殖（XTT法）和趋化性（Transwell实验）测定；
4. 安全性评估：通过LDH细胞毒性试验、嗜碱性粒细胞激活试验（BAT）和T细胞活化标志物流式分析；
5. 动物模型：BALB/c小鼠背部皮肤损伤模型评估伤口愈合效果。

研究结果

1. 蛋白设计与稳定性：PDGF2_10在血清中的半衰期达19.5小时，远优于PDGF2肽（<1小时）和PDGF-BB（数分钟）。LC-MS证实中性粒细胞弹性蛋白酶可特异性切割AAPV位点，释放活性片段（如GGGRLIDRTNANFLGGGAAPV）。

2. 促细胞增殖作用：PDGF2_10显著促进46BR.1^N
   成纤维细胞（增殖增加15-30%）和正常人源脂肪间充质干细胞（AD-MSCs）增殖，但对糖尿病患者来源细胞效果较弱，提示糖尿病可能降低细胞响应性。

3. 趋化与胶原合成：在100-1000 ng/mL浓度下，PDGF2_10使成纤维细胞迁移能力提升20-40%，并刺激胶原合成（糖尿病患者来源细胞增幅达60%），效果优于PDGF-BB。

4. 安全性：无细胞毒性（LDH释放率<5%）、过敏风险（BAT激活率<5%）或T细胞活化（CD25/CD69表达无变化）。小鼠模型中未见炎症或纤维化等不良反应。

结论与意义
该研究成功开发了一种新型PDGF-BB衍生串联蛋白PDGF2_10，其创新性体现在：

1. 稳定性提升：串联结构抵抗蛋白酶降解，延长半衰期；
2. 靶向缓释：通过微环境特异性酶控释放活性片段，模拟生理性PDGF-BB递送；
3. 多功能活性：兼具促增殖、趋化和胶原合成刺激作用，尤其对糖尿病相关细胞功能障碍具有潜在纠正效应；
4. 临床转化潜力：高安全性支持其作为伤口敷料或细胞治疗预刺激因子的开发。

未来研究可优化给药方案，探索其在糖尿病猪模型或复合水凝胶中的应用，推动再生医学领域的发展。论文发表于《Biomedicine》，为生长因子类药物设计提供了新范式。