[发明专利]基于KDM2B序列合成的生物活性多肽在间充质干细胞神经分化和再生修复中的应用

说明书

本发明涉及生物工程技术领域，特别涉及基于组蛋白去甲基化酶合成的生物活性多肽及其在间充质干细胞神经向分化过程中的应用。试验发现KDM2B生物活性多肽在间充质干细胞神经向分化过程中的作用，以及在脊髓神经损伤组织再生中的作用。本发明涉及组蛋白去甲基化酶KDM2B与组蛋白甲基化酶EZH2可能的蛋白互作结合位点、涉及KDM2B及基于其合成的生物活性多肽在间充质干细胞神经向分化过程中的作用、涉及KDM2B及基于其合成的生物活性多肽在脊髓神经损伤组织再生中的作用，得到KDM2B及基于其合成的生物活性多肽可能在根尖牙乳头干细胞神经分化及脊髓神经损伤再生中起促进作用。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，特别涉及基于组蛋白去甲基化酶KDM2B合成的生物活性多肽及其 在间充质干细胞神经向分化过程和损伤神经组织再生修复中的应用。

背景技术

颅颌面的神经组织分布广泛，易受损伤。近年流行病学调查显示55.2％的颅颌面外伤患者存在不同 程度神经损伤，2.2％的患者另伴有脊髓挫伤，后续治疗并发症中24.0％的患者出现神经功能障碍。以往 治疗方式主要是使用神经保护措施如温热等，使用神经保护药物如糖皮质激素类、谷氨酸拮抗剂类等， 使用电、热、力等刺激神经自我愈合等，这些治疗复杂、周期长，神经功能恢复率低，导致高致残率。 自/异体神经移植治疗存在供体组织取材困难、取材处二次损伤等，同时移植神经无法进行良好塑型， 仍不能很好恢复组织结构外形和受损功能。目前损伤神经的临床治疗效果仍待提升。

以间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)介导为基础的生物性再生治疗将是未来修复损伤神 经功能的治疗新方式。作为对组织损伤信号的响应，MSCs良好的分化能力可以促进神经修复细胞形成 和轴突再生等，最终促进损伤神经的再生修复。但是，神经源性干细胞来源有限、取材困难，仍需发掘 更多种子干细胞。牙源性MSCs发育自神经嵴，神经嵴最初起源于外胚层，与神经组织发源密切，因此 牙源性MSCs更具有转化应用的优势。其中，根尖牙乳头干细胞(Stem Cells from the Apical Papilla,SCAP) 存在于牙齿根尖部牙乳头组织中，研究发现SCAP在体内可形成牙髓神经样组织，提示SCAP是神经再 生的可用种子细胞。目前限制SCAP潜在应用的主要问题是神经分化效率低和调节机制不明确。因此， 如何有效发掘关键调控靶点，促进牙源性间充质干细胞修复潜能显得尤为重要。

最近的研究确定了染色质的表观遗传调控是决定MSCs神经谱系分化的关键机制。通过全基因组表 观遗传调控图谱的揭示，发现分化后MSCs组蛋白H3上赖氨酸27位点(H3K27)和赖氨酸4位点(H3K4) 的甲基化修饰分值明显升高。组蛋白的甲基化修饰多发生在赖氨酸残基(K)上，是表观遗传机制中组 蛋白共价修饰的主要形式。存在于基因启动子区的组蛋白甲基化修饰基团阻碍该基因的转录表达(如 H3K27me3)或促进该基因的转录表达(如H3K4me3)，组蛋白甲基化/去甲基化酶在组蛋白的甲基化 修饰中分别起到关键调控作用，同时也存在一定的功能相互作用(如通过功能域结合形成复合体)。

一项关于胚胎干细胞的全基因组染色质免疫沉淀(ChIP)测序表明，组蛋白甲基化酶EZH2的结合 和神经分化调控基因的启动子区的H3K27me3修饰高度相关。EZH2属于多梳蛋白组(Polycomb group， PcGs)的核心一员，其修饰的H3K27me3是一种基因转录抑制的组蛋白甲基化修饰，被认为阻碍特定 细胞命运的分化进程。研究发现EZH2抑制神经干细胞分化形成神经源性细胞，使用H3K27me3特异 拮抗剂EPZ005687可有效提高中脑腹侧来源神经干细胞的神经元性分化能力，提示EZH2对神经分化 可能的抑制作用。因此，如何有效调控EZH2的功能作用十分关键。