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制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。神经分化及脊髓神经损伤再生中起促进作用。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及生物工程
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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)。
[0005]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。
[0006]研究发现KDM2B参与招募PRC2
‑
EZH2复合体对下游靶基因的锚定和后续组蛋白的共价修饰，提 示KDM2B与EZH2之间可能存在表观遗传调控作用上的交叉。KDM2B属于组蛋白去甲基化酶，主要 通过发挥去除组蛋白H3K4位点的三甲基化修饰(H3K4me3)的作用，参与多种细胞进程的调控。研 究者分析发现KDM2B功能的发挥依赖其含有的JmjC、CxxC、PHD等多种功能结构域。然而，KDM2B 与牙源性MSCs神经分化功能的关系尚不清楚；KDM2B与EZH2蛋白之间可能的相互作用不清楚。
[0007]目前，一种分析蛋白质结合的技术方法正发展起来，使得研究者关于两个蛋白质相互作用的具体结 合位点信息可以遵循一个广泛观点，这种方法是“多肽微阵列分析”，基于蛋白质的免疫杂交试验，利用 感兴趣的蛋白与基于另一个蛋白全长氨基酸序列合成的微阵列芯片杂交，借助酶联标记放大这种杂交结 合的信号，从而识别两个蛋白质之间可能的结合片段位点和这一可能位点具体的氨基酸序列信息。由此， 通过使用多肽微阵列的方法可以研究KDM2B与EZH2间可能的结合功能域片段，理解这一过程有望明 确调控牙源性MSCs神经分化的潜在表观修饰酶的关键相互作用位点，研发促进牙源性MSCs神经分化 的生物性新药，提升临床条件下损伤神经生物性再生效果。
[0008]本专利技术研究的目的是阐明KDM2B对牙源性间充质干细胞神经分化与再生的作用，阐明KDM2B与 EZH2的可能互作，通过使用多肽微阵列的方法研究KDM2B与EZH2间可能的结合位点片段信息。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术提供一种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调控方法，旨在解决现有技术没有涉及KDM2B基因及 其生物活性多肽在牙源性间充质干细胞神经分化过程和损伤神经组织再生修复中调控的问题。
[0010]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0011]本专利技术提供了KDM2B过表达在制备诱导根尖牙乳头干细胞体外神经分化的制剂或药物中的应用。
[0012]在本专利技术一些具体实施方案中，KDM2B的过表达在制备促进根尖牙乳头干细胞体外β
Ⅲ‑
TUBULIN 阳性及NESTIN阳性类神经球的形成的制剂或药物中的应用。
[0013]本专利技术还提供了KDM2B的过表达在制备促进体内根尖牙乳头干细胞介导的脊髓神经损伤组织再 生修复的制剂或药物中的应用。
[0014]更重要的是，本专利技术提供了多肽，其具有：
[0015](I)、如SEQ ID No.1～266任意所示的氨基酸序列；或
[0016](II)、如(I)所述的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个或多个氨基酸获得的氨基酸序列，且与 (I)所述的氨基酸序列功能相同的氨基酸序列；或
[0017](III)、与如(I)或(II)所述的氨基酸序列具有90％以上同一性的氨基酸序列；
[0018]所述取代、缺失或添加一个或多个氨基酸中的多个为2个、3个、4个或5个。
[0019]此外，本专利技术还提供了编码所述多肽的核酸分子。
[0020]本专利技术还提供了表达载体，包括所述的核酸分子。
[0021]更重要的是，本专利技术还提供了所述的多肽，所述的核酸分子，所述的表达载体，直
接或间接在制备 诱导根尖牙乳头干细胞体外成神经分化的制剂或药物中的应用。
[0022]同样重要的是，本专利技术还提供了所述的多肽，所述的核酸分子，所述的表达载体，直接或间接在制 备促进体内根尖牙乳头干细胞本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.KDM2B过表达在制备诱导根尖牙乳头干细胞体外成神经分化的制剂或药物中的应用。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，KDM2B的过表达在制备促进根尖牙乳头干细胞体外β
Ⅲ‑
TUBULIN阳性及NESTIN阳性类神经球的形成的制剂或药物中的应用。3.KDM2B的过表达在制备促进体内根尖牙乳头干细胞介导的脊髓神经损伤组织再生修复的制剂或药物中的应用。4.多肽，其特征在于，其具有：(I)、如SEQ ID No.1～266任意所示的氨基酸序列；或(II)、如(I)所述的氨基酸序列经取代、缺失或添加一个或多个氨基酸获得的氨基酸序列，且与(I)所述的氨基酸序列功能相同的氨基酸序列；或(III)、与如(I)或(II)所述的氨基酸序列具有90％以上同一性的氨基酸序列；所述取代、缺失或添加一个或多个氨基酸中的多个为2个。5.编码如权利要求4所述多肽的核酸分子。6.表达载体，其特征在于，包括如权利要求5所述的核酸分子。7.如权利要求4所述的多肽，如权利要求5所述的核酸分子，如权利要求6所述的表达载体，直接或间接在制备诱导根尖牙乳头干细胞体外成神经分化的制剂或药物中的应用。8.如权利要求4所述的多肽，如权利要求5所述的核酸分子，如权利要求6所述的表达载体，直接或间接在制备促进体内根尖牙乳头干细胞介导的脊髓神经损伤组织...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志朋，曹杨杨，张琛，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京口腔医院，
类型：发明
国别省市：