重组大鼠FGF-9

背景^[1][2][3][4]

FGF-9胶质细胞活化因子在人中由编码FGF9基因。FGF9基因编码的蛋白质是成纤维细胞生长因子（FGF）家族的成员。FGF家族成员具有广泛的促有丝分裂和细胞存活活性，并参与多种生物过程，包括胚胎发育，细胞生长，形态发生，组织修复，肿瘤生长和侵袭。分离该蛋白质作为分泌因子，其对培养的神经胶质细胞表现出生长刺激作用。

在神经系统中，这种蛋白质主要由神经元产生，可能对神经胶质细胞的发育很重要。发现该基因的小鼠同源物的表达依赖于Sonic hedgehog（Shh）信号。缺乏同源基因的小鼠显示出雄性到雌性的性别逆转表型，这表明在睾丸胚胎发生中起作用。重组大鼠FGF-9中的FGF-9基因参与性别决定，肺发育和骨骼发育的模式。

重组大鼠成纤维细胞生长因子9(FGF9)重组蛋白原核蛋白表达系统以大肠杆菌表达系统为代表，具有遗传背景清楚、成本低、表达量高和表达产物分离纯化相对简单等优点，缺点主要是蛋白质翻译后缺乏加工机制，如二硫键的形成、蛋白糖基化和正确折叠，得到具有生物活性的蛋白的几率较小。

重组大鼠FGF-9的制备1.建立大鼠鼠FGF9的原核表达体系,获得纯化的FGF9重组蛋白,采用PCR技术扩增FGF9,并将其克隆入原核表达载体pET30a(+)中2.经测序验证后将该重组质粒转入大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达3.采用亲和层析技术进行目的蛋白的纯化4.并用Western blotting进行了免疫原性验证。测序结果显示插入到载体中的片段与FGF9的天然序列一致,在BL21(DE3)中表达出了可溶性的FGF9重组蛋白,其表达量达到总蛋白的40%;用镍螯合亲和层析方法获得了纯度大于95%的FGF9重组蛋白。

临床应用^[5][6]

重组大鼠FGF-9可用于大鼠性腺发育、肺部发育、骨骼发育的临床模型构建和研究，原理为：

1.性别决定FGF9被证明在男性性发育中起着至关重要的作用。FGF9在性别决定中的作用始于其在雌性和雄性的双效性腺中的表达。一旦被SOX9激活，它负责与Sox9形成前馈环，增加两个基因的水平。它形成一个正反馈环，上调SOX9，同时灭活雌性Wnt4信号通路。Fgf9的缺失导致个体，甚至是具有X和Y 染色体的个体发育成雌性，因为需要进行重要的男性化发育功能，例如Sertoli细胞的增殖和睾丸线的创建。

2.肺发育在肺发育中，FGF9在间皮和肺上皮中表达，其目的是保留肺间充质细胞增殖。FGF9的失活导致上皮分支减少。到妊娠结束时，发达的肺部不能维持生命并导致产前死亡。

3.骨骼发育该基因提出的另一个生物学作用是参与骨骼发育和修复。FGF9和FGF18均刺激软骨细胞增殖。FGF9杂合突变小鼠在损伤后具有受损的骨修复，具有较少的VEGF和VEGFR2表达以及较低的破骨细胞募集。

与该基因相关的一种疾病是多发性骨关节病综合征（SYNS），这是一种罕见的骨病，与手指和脚趾的融合有关。FGF9基因的第二个外显子中的错义突变S99N突变似乎是SYNS的第三个原因。在突变的Noggin（NOG）和生长分化因子5（GDF5）是SYN包的其它两个原因。S99N突变导致细胞信号传导不规则，干扰软骨形成和骨生成，导致发育过程中关节的融合。

参考文献

1.  GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000102678 - Ensembl, May 2017

2. Jump up to:a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000021974- Ensembl, May 2017.

3.  Miyamoto M, Naruo K, Seko C, Matsumoto S, Kondo T, Kurokawa T (July 1993). "Molecular cloning of a novel cytokine cDNA encoding the ninth member of the fibroblast growth factor family, which has a unique secretion property". Molecular and Cellular Biology. 13 (7): 4251–9. PMC 359975. PMID 8321227.

4.  Jump up to:a b "Entrez Gene: FGF9 fibroblast growth factor 9 (glia-activating factor)".

5.  Jump up to:a b Sánchez L, Chaouiya C (May 2016). "Primary sex determination of placental mammals: a modelling study uncovers dynamical developmental constraints in the formation of Sertoli and granulosa cells". BMC Systems Biology. 10 (1): 37. doi:10.1186/s12918-016-0282-3. PMC 4880855. PMID 27229461.

6. Kim Y, Kobayashi A, Sekido R, DiNapoli L, Brennan J, Chaboissier MC, Poulat F, Behringer RR, Lovell-Badge R, Capel B (June 2006). "Fgf9 and Wnt4 act as antagonistic signals to regulate mammalian sex determination". PLoS Biology. 4 (6): e187. doi:10.1371/journal.pbio.0040187. PMC 1463023. PMID 16700629.