近日,药学院姜天玥教授、何冰芳教授研究团队在抗血栓治疗研究领域取得突破。该团队与浙江大学药学院顾臻教授合作,成功开发了一种新型水蛭素融合蛋白,为长效抗血栓治疗提供了新的策略。该研究成果以“In situ formed depot of elastin-like polypeptide-hirudin fusion protein for long-acting antithrombotic therapy”为题,发表在国际知名学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,第一作者为南京工业大学博士生田雪。
血栓是心脑血管疾病的重要致病因素。临床上抗凝药物作为核心预防手段之一,能够有效防止血栓形成和复发。水蛭素是迄今为止发现的最强的天然凝血酶抑制剂,能与凝血酶特异性结合从而阻止血栓形成。不同于肝素,水蛭素对血小板作用弱,不会引发肝素诱导的血小板减少症等不良反应。然而,水蛭素存在体内半衰期短、生物利用度低等缺陷,在临床使用中须频繁注射以实现长期抗凝效果,患者依从性差。
研究团队基于类弹性蛋白多肽具有低温可溶、高温凝聚的特性,利用基因工程技术整合重组水蛭素(hirudin variant, HV)、类弹性蛋白多肽(elastin-like peptide, ELP)和酶响应性模块,定制了一系列水蛭素-类弹性蛋白多肽融合蛋白,具有滞留时间可调控和精准释药的特点。融合蛋白能够在体内形成原位储库,经缓慢扩散进入血液循环。该融合蛋白在循环中无抗凝活性,当到达血栓形成部位,可响应体内凝血因子Xa浓度变化释放水蛭素,精准调控释药量。
在融合蛋白的制备过程中,研究团队利用Ffu标签表达元件,实现目标蛋白在宿主菌株中的高效分泌表达。设计了一系列具有不同模块序列与组合方式的融合蛋白,筛选出ELP120-Fr-HV。在多种血栓栓塞动物模型中,皮下注射一针ELP120-Fr-HV,可在三天内高效抑制血栓形成,并显著降低水蛭素的出血副作用,极大提升了用药的安全性和有效性。这一研究成果为血栓栓塞类疾病的预防和治疗提供了新的策略,并有望在未来的临床应用中发挥重要作用。
作者:姜天玥(药学院);审核:李学明