高原腹斑倭蛙皮肤药用活性多肽的发掘与作用机理研究

Polypeptide-drugs have become a hot topic in the international area of pharmaceutical science. The skins of amphibians are drugs treasure of polypeptide-drugs, therefore reseach on the skins of amphibians are hot topic to discover some candidates for therapeutic drugs. Nanorana ventripunctata lived in 4 kilometre alpine region, so they should have specific active substance to adapt this hostile environment. We have defined six cDNAs encoding antimicorbial pepptide precursors in cDNA library and many actived-polypeptides (eg: Cathelicidins, defensin) through transcriptome analysis from the skin of nanorana ventripunctata . Based on these work, we hope to define more actived-polypeptides from the skin of nanorana ventripunctata and go deep into investigate the structure, function and molecular mechanism of these novel peptides and proteins. The further research may lead to discoveries of novel potential lead molecules for pharmaceutical drugs.

多肽类药品已成为国际药学界研究的热门课题，而种类繁多的两栖类动物皮肤是活性肽类药物尚未充分开发的“宝库”，科研人员一直致力于从两栖动物皮肤中筛选活性多肽和蛋白作为药物候选分子。腹斑倭蛙（Nanorana ventripunctata）生活在海拔4千米的高海拔低氧寒冷地区，特殊的环境必然赋予其皮肤产生特殊的物质来适应这种恶劣的环境，但是目前关于腹斑倭蛙皮肤中的生物活性多肽和蛋白类物质尚未见报道。我们已从腹斑倭蛙皮肤cDNA 文库中克隆到了6条新颖的抗菌肽，并检测了腹斑倭蛙皮肤转录组信息，从中筛选到多条功能新颖的多肽Cathelicidins、 defensin等，我们拟在该工作基础上，进一步筛选更多的腹斑倭蛙皮肤高原适应相关的特异活性多肽，并系统开展腹斑倭蛙皮肤特异活性多肽的高级结构和分子作用机制等方面的研究工作，进而从中挖掘一些具有潜在药用价值的先导分子，为其在医药领域的开发应用奠定基础。

多肽类药品已成为国际药学界研究的热门课题，许多两栖类动物皮肤来源多肽正在研发为抗癌、抗菌、治疗心血管疾病等药物。腹斑倭蛙（Nanorana ventripunctata）生活在高海拔低氧寒冷地区，特殊的环境必然赋予其皮肤产生特殊的物质来适应这种恶劣的环境，但是目前关于腹斑倭蛙皮肤中的生物活性多肽和蛋白类物质尚未见报道。我们构建了腹斑倭蛙皮肤cDNA文库，测定了其皮肤转录组，并在NCBI基因功能注释数据库中筛选到了30多种活性多肽的编码基因（Defensin，Cathelicidin家族抗菌肽，抗氧化肽，生长因子相关肽等）。这些序列的鉴定，为后续进一步的研究这些分子的功能提供了物质基础。. 我们还从倭蛙皮肤分泌液中分离纯化到了3种活性多肽，包括皮肤修复肽、抗氧化肽和抗菌肽等。我们对纯化到的cathelicidin-NV功能及其作用机制进行了全面的研究，发现这是一条既有抗氧化活性又有皮肤修复活性的新型活性多肽。Cathelicidin-NV在小鼠全层皮损模型中，表现出了强有力的促皮肤修复活性，同时对哺乳动物细胞无明显毒性。Cathelicidin-NV可以直接促进表皮细胞的增殖和迁移，加快上皮化进程，直接促进创伤部位成纤维细胞的增殖，促进成纤维细胞向肌成纤维细胞的分化，从而促进肉芽组织的形成和创口收缩，此外cathelicidin-NV还促进了成纤维细胞胶原纤维的生成，明显促进MCP-1、TNF-α、VEGF、TGF-β1的分泌，间接通过细胞因子的作用而促进伤口愈合。MAPKs信号通路，参与了该促进皮肤创伤愈合过程。此外，还有2条抗氧化肽和抗菌肽正进行相关机制研究。. 这些多肽的序列鉴定以及分子机制研究，初步解释了腹斑倭蛙皮肤高原适应的生存策略：如皮肤损伤后的快速修复，微生物侵袭后的高效快速杀菌和抗炎，紫外线照射后的皮肤保护等；此外，鉴定的这些多肽序列信息可为后续开发利用相应功能的潜在药物（促皮肤修复药物，抗菌药物，抗氧化药物等）提供分子模板，为其在医药领域的开发应用奠定了基础。