FGFR3多肽激活剂对关节软骨细胞功能的调控及机制研究

骨性关节炎是一种最常见的骨骼退行性疾病，目前仍缺乏有效的治疗手段。多肽因其具有分子量小、空间结构简单、免疫原性相应较低的优点，成为开发治疗骨性关节炎新型药物的首选。基于FGFR3缺失将导致骨性关节炎，我们利用噬菌体展示技术，以FGFR3蛋白为靶标从噬菌体随机12肽库中筛选与FGFR3具有较高亲和力的多肽。初步研究结果发现提示这些多肽可能激活FGFR3及其下游信号。本项目拟在前期研究的基础上，对相关多肽与FGFR3受体结合特异性、与FGFR3受体结合部位加以分析；深入研究它们对软骨细胞增殖、分化的作用，并在体外及在体骨性关节炎模型上检测多肽对FGFR3活性的调节以及对骨性关节炎的作用及机制，为防治骨性关节炎的多肽药物开发提供理论基础和实验依据。

FGFR3在骨骼发育和骨骼疾病发生中发挥重要作用。FGFR3不同结构域的功能增强型突变可引起多种人类软骨发育障碍性侏儒（ACH、HCH、TD） ，FGFR3功能降低导致蜘蛛人综合症（骨骼过度生长）。将FGFR3作为靶标，以期通过调节FGFR3活性防治FGFR3相关的骨骼疾病。. 本课题中，我们以具有天然活性的FGFR3蛋白为靶标，利用噬菌体生物筛选技术从噬菌体随机12肽文库中经过三轮“亲和-洗脱-扩增”生物淘选，筛选得到14种与FGFR3具有较高亲和力的12肽。我们挑选其中重复率最高的多肽P3进行研究。Elisa检测发现P3与FGFR3的胞外段结合。P3可抑制FGFR3自身的酪氨酸激酶磷酸化，抑制ATDC5细胞中FGFR3下游信号ERK磷酸化水平。 进一步发现P3促进ATDC5细胞的增殖和分化，P3还可缓解FGF2对ATDC5细胞增殖和分化的抑制作用。体外跖骨培养实验显示P3可缓解体外培养的TDⅡ小鼠骨骼的生长阻滞。在体注射P3可使胚胎期致死的TDⅡ小鼠存活，并改善了TDⅡ小鼠颅底软骨、胸廓、生长板及肺脏的异常表型。 以上结果提示多肽P3可能是抑制FGFR3活性的新型多肽，可望作为预防和治疗FGFR3相关骨骼发育不良的先导多肽。我们还发现筛选得到的其他多肽与P3 之间也存在极高的同源性，共同序列为：TLGxLL （x 为不同氨基酸残基）。我们前期合成共同序列TLGQLL（核心多肽Core1），进一步研究Core1 对软骨细胞的作用。结果发现Core1 与FGFR3的胞外段结合，Core1 对FGFR3 下游的MAPK 信号通路中信号分子ERK、p38及Jnk 的磷酸化水平均有明显的抑制作用。Core1 促进ATDC5 细胞的增殖，Core1可缓解体外培养的ACH 小鼠骨骼的生长障碍。以上实验结果提示，TLGxLL 这一重复率极高的公共基序可能是多肽与FGFR3 作用的关键序列。. 本课题按计划完成，发表SCI论文2篇，获授权专利3项，培养研究生2名。