重组IL-22BP-ABD融合蛋白的构建及其通过抑制IL-22/STAT3信号通路治疗银屑病的潜力研究

本研究针对银屑病治疗中IL-22信号通路过度激活的临床难题，创新性地构建了长效重组IL-22BP-ABD融合蛋白。通过大肠杆菌表达系统高效制备该蛋白，证实其能有效阻断IL-22诱导的HaCaT细胞增殖，并在小鼠模型中显著改善咪喹莫特诱导的皮肤炎症。研究揭示了该蛋白通过抑制STAT3磷酸化及下游炎症因子发挥治疗作用，为银屑病靶向治疗提供了新策略。

　　

银屑病作为一种困扰全球2%-3%人口的慢性炎症性皮肤病，其治疗始终面临三大困境：现有生物制剂价格昂贵、部分患者产生耐药性，以及TNF-α/IL-17/IL-23靶向疗法可能引发严重副作用。在这一背景下，IL-22（白细胞介素-22）因其在角质形成细胞异常增殖中的关键作用成为研究热点，但其天然拮抗剂IL-22BP（IL-22 binding protein）存在半衰期短、生产成本高的技术瓶颈。

研究团队创新性地将IL-22BP与白蛋白结合结构域（ABD）融合，构建出长效rhIL-22BP-ABD融合蛋白。通过大肠杆菌表达系统实现高效制备，该技术路线突破传统真核表达系统产量低、成本高的限制。在咪喹莫特诱导的小鼠银屑病模型中，该蛋白显著改善PASI评分（银屑病面积和严重程度指数）和脾脏指数，其机制是通过阻断IL-22与受体结合，抑制STAT3（信号转导和转录激活因子3）磷酸化及下游IL-6、TNF-α等炎症因子的产生。

关键技术方法

1. 1.

   原核表达系统构建：通过密码子优化将rhIL-22BP-ABD基因克隆至pET-20b(+)载体，在E. coli BL21(DE3)中诱导表达

2. 2.

   包涵体处理技术：采用8M尿素变性结合DTT梯度复性方案，使复性率达100%

3. 3.

   分子互作验证：通过His-tag pull-down和生物膜干涉技术（BLI）证实ABD与HSA（人血清白蛋白）结合特性

4. 4.

   药效学评价：建立BALB/c小鼠咪喹莫特银屑病模型，通过PASI评分、HE染色及Western blot多维度验证疗效

研究结果

The Design and expression of rhIL-22BP-ABD and rhIL-22BP in E. coli

成功构建分子量约40 kDa的rhIL-22BP-ABD（含6×His标签），优化表达条件为37℃、0.5 mM IPTG诱导6小时，SDS-PAGE显示目标蛋白占菌体总蛋白30%以上。

The optimization of induced expression conditions

温度梯度实验证实37℃时包涵体产量最高，16℃低温表达仍无法获得可溶蛋白。通过优化IPTG浓度（0.5 mM）和诱导时间（6小时），实现每升发酵液获得120 mg包涵体蛋白。

The inclusion body treatment and purification

创新性采用DTT梯度复性法（4M→0M尿素），使复性效率较传统GSSG/GSH法提升3倍。经Ni-NTA纯化后纯度达90%，Western blot验证His标签正确表达，LC-MS/MS测序覆盖率达91.2%。

Specific binding to HSA and half-life determination

BLI实验显示rhIL-22BP-ABD与HSA结合解离常数K_d=1.146 μM，药代动力学证实其半衰期（17小时）较未融合ABD的rhIL-22BP（<2小时）显著延长。

Therapeutic effects on psoriasis mouse model

5 mg/kg剂量组即可降低PASI评分50%，10 mg/kg组进一步抑制IL-6（62.3%）和TNF-α（57.8%）水平。Western blot显示p-STAT3表达量下降至模型组的31%，HE染色证实表皮厚度减少40%。

讨论与意义

该研究首次实现IL-22BP在大肠杆菌系统中的规模化制备，其创新点在于：① 通过ABD融合解决天然IL-22BP半衰期短的问题；② 建立高效的包涵体复性工艺；③ 阐明通过STAT3通路调控角质形成细胞增殖的新机制。相较于现有银屑病生物制剂，该融合蛋白具有生产成本低（仅为真核表达的1/10）、不易诱发中和抗体的优势。

值得注意的是，研究团队对安全性进行了初步评估，10 mg/kg剂量未引起小鼠肝肾指标异常。但未来需进一步探索IL-22BP在肠道屏障功能中的双刃剑效应，以及通过人源化动物模型验证临床转化潜力。该成果为开发具有自主知识产权的银屑病创新药物奠定了坚实基础，相关技术路线也可拓展至其他细胞因子拮抗剂的研发。