单链血管内皮生长因子V165-CTP-V165的工程化构建及其增强的生理稳定性在加速伤口愈合中的应用

本研究针对血管内皮生长因子(VEGF)二聚体稳定性差、生理半衰期短等临床转化难题，创新性地利用人绒毛膜促性腺激素β亚基C端肽(CTP)作为连接桥，构建出单链V165-CTP-V165融合蛋白。该工程化蛋白不仅保持与天然VEGF165相当的促血管生成活性，更将血液循环半衰期延长4.5倍、伤口渗出液稳定性提高6倍，单次给药即可显著加速小鼠伤口愈合，为组织再生治疗提供了新型生物材料。

　　

在生物医学领域，血管内皮生长因子(VEGF)被誉为"血管生成大师"，其促进新血管形成的能力对伤口修复至关重要。然而这个明星分子却面临尴尬困境——天然VEGF-A₁₆₅作为二聚体存在时，就像一对容易分离的舞伴，在蛋白酶丰富的伤口环境中迅速降解，在血液中的半衰期更是短至分钟级别。这种"昙花一现"的特性使得临床使用时需要频繁给药，严重制约了其治疗效果。更棘手的是，二聚体的复杂结构导致大规模生产困难，这些问题如同"达摩克利斯之剑"悬在VEGF临床应用之路上。

面对这些挑战，国立阳明交通大学（National Yang Ming Chiao Tung University）的研究团队独辟蹊径，从人绒毛膜促性腺激素(hCG)中获得灵感。他们巧妙利用hCGβ亚基的C端肽(CTP)作为"分子铰链"，将两个VEGF-A₁₆₅单体首尾相连，构建出创新的单链融合蛋白V165-CTP-V165。这项突破性研究发表在《International Journal of Biological Macromolecules》上，为解决VEGF的稳定性难题提供了全新方案。

研究团队采用哺乳动物表达系统生产重组蛋白，通过ELISA和Western blot验证蛋白表达，利用表面等离子共振技术分析VEGFR2结合活性。体外实验采用HMEC-1细胞系评估促迁移和血管形成能力，体内实验则通过ICR小鼠全层皮肤缺损模型验证治疗效果。关键创新在于将CTP从传统的末端标签改造为分子内连接桥，这种设计既保留了天然VEGF的空间构象，又通过CTP的四个唾液酸化O-连接寡糖链增强稳定性。

【Construction and characterization of recombinant CTP-tagged VEGFs】部分显示，V165-CTP-V165成功维持了二硫键连接的"胱氨酸结"结构，与VEGFR2的结合亲和力与天然VEGF165相当。体外实验中，该融合蛋白促进内皮细胞迁移和血管形成的效能与rhVEGF无统计学差异，证明CTP连接未影响生物活性。

【Discussion】部分揭示，CTP修饰使蛋白分子量超过肾小球滤过阈值，其唾液酸残基更可阻止肝脏去唾液酸蛋白受体的识别，从而将血液循环半衰期从30分钟延长至135分钟。在蛋白酶丰富的伤口渗出液中，V165-CTP-V165的稳定性提升6倍，这归因于CTP的非结构化特性保护了核心功能域。

【Conclusions】部分强调，单次给药即可显著加速伤口闭合，组织学显示该处理组的新血管密度、上皮再生和真皮重建均优于对照组。不同于传统的Fc融合策略可能引起的免疫原性问题，CTP连接保持了VEGF的天然构象，这对需要精确空间排列的细胞因子工程具有普适意义。

这项研究实现了"一石三鸟"的效果：通过CTP连接解决二聚化效率问题，借助糖基化修饰延长半衰期，利用空间位阻增强蛋白酶抗性。V165-CTP-V165不仅为慢性伤口治疗提供了更优选择，其工程化策略更为其他不稳定治疗性蛋白的改造提供了范式。正如研究者Ying-Wen Wang和Ching-Wei Luo所指出的，这种将非结构肽作为智能连接桥的设计理念，可能开创蛋白药物工程的新方向。