細胞増殖の増強とシルクウォームシルクグランドバイオリアクターによって生成されるヒアルロン酸合成活性を備えたヒト結合組織成長因子に結合した経皮ペプチド

ヒト結合組織成長因子（CTGF）は、組織の発生、分化、血管新生、移植、創傷治癒、および線維化プロセス中の細胞増殖、移動、および細胞外マトリックス産生を刺激する分泌されたシステイン豊富なペプチドであり、医療および幅広い用途を伴う、化粧品医療分野。ただし、CTGFの生産は現在、現在のバイオリアクターの低収量と純度によって制限されています。この研究では、2つの遺伝子組み換えシルクウォーム株が、それぞれ人工的に設計されたCTGF-8HTおよびPEPCTGF-8HT遺伝子を抱えて生成されました。組換えCTGF-8HTとPEPCTGF-8HTタンパク質の両方が、シルクウォームシルクグランドとcocoで成功裏に発現し、単一親和性免疫沈降カラムクロマトグラフィーによってcocoから簡単に抽出および精製することができ、95％を超える純度を達成しました。さらに、CTGF-8HTタンパク質と比較して、PEPCTGF-8HTタンパク質は、細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）経路を活性化することにより、より良い細胞増殖活性を示し、ヒアルロン酸合成酵素3発現をアップ調節することによりヒアルロン酸合成活性を強化しました。さらに、PEPの添加により、CTGF-8HTタンパク質の膜貫通能力が大幅に改善されました。これらの結果は、CTGFのアプリケーションの見通しを促進し、カイコや他のバイオリアクターシステムからのタンパク質薬物の設計と開発をさらに導くのに役立つはずです。キーポイント：シルコのバイオリアクターが最適化され、結合組織成長因子（CTGF）が生成され、導入遺伝子には8-HISタグと膜貫通ペプチド（PEP）組換えCTGFが維持またはより高い生物学的活性で容易に精製されました。

Human connective tissue growth factor (CTGF) is a secreted cysteine-rich peptide that stimulates cell proliferation, migration, and extracellular matrix production during tissue development, differentiation, angiogenesis, implantation, wound healing, and fibrosis processes, with broad application in the medical and cosmetic medical fields. However, the production of CTGF is currently limited by its low yield and purity in current bioreactors. In this study, two genetically modified silkworm strains were generated harboring artificially designed CTGF-8ht and pepCTGF-8ht genes, respectively, that contain an enhanced His-tag with eight histidine residues with or without a transdermal peptide (pep). Both recombinant CTGF-8ht and pepCTGF-8ht proteins were successfully expressed in the silkworm silk gland and cocoon, and could be easily extracted and purified from the cocoon by single-affinity immunoprecipitation column chromatography, achieving a purity of more than 95%. Moreover, compared with CTGF-8ht protein, pepCTGF-8ht protein exhibited better cell proliferation activity by activating the extracellular signal-regulated kinase (ERK) pathway and enhanced hyaluronic acid synthesis activity by upregulating hyaluronan synthase 3 expression; moreover, the addition of pep significantly improved the transmembrane ability of CTGF-8ht protein. These results should help to promote the application prospects of CTGF and further guide the design and development of protein drugs from silkworm and other bioreactor systems. KEY POINTS : A silkworm bioreactor was optimized to produce connective tissue growth factor (CTGF) The transgene contained an enhanced 8-His-tag and transmembrane peptide (pep) Recombinant CTGF was easily purified with maintained or higher biological activity.