1、特立帕肽
甲状旁腺激素(PTH)是一种由84个氨基酸组成的天然蛋白质,在哺乳动物矿物质离子稳态中起着重要的调节作用。由其34个氨基酸区域衍生的肽段具有与全长蛋白质相似的活性。PTH1–34是最早获批用于预防和治疗骨质疏松症的人工合成氨基酸片段之一。其多种功能之一是PTH1–34刺激成骨细胞增殖、分化,并防止其凋亡。
由含聚乙二醇的合成基质制成的材料PTH1–34显著促进了兔体内骨组织的增生。动物模型的证据表明,每日皮下注射PTH1–34可显著增加骨矿物质含量和密度以及骨组织总体积、扭转强度和刚度。此外,还报道了加速骨痂矿化、骨折部位骨密度增加以及愈合骨机械性能改善的情况。迄今为止,已有若干病例报告表明,特立帕肽有助于胸骨骨不连、应力性骨折、肱骨干萎缩性骨不连、股骨骨不连、髋部骨折、延迟愈合、假体周围骨折以及骶骨和耻骨骨质疏松性骨折的愈合。
中文名称: 醋酸特立帕肽、pTH (1-34) (human)
英文同义词: Parathyroid Hormone (1-34), human
单字母: H2N-SVSEIQLMHNLGKHLNSMERVEWLRKKLQDVHNF-OH
三字母: H2N-Ser-Val-Ser-Glu-Ile-Gln-Leu-Met-His-Asn-Leu-Gly-Lys-His-Leu-Asn-Ser-Met-Glu-Arg-Val-Glu-Trp-Leu-Arg-Lys-Lys-Leu-Gln-Asp-Val-His-Asn-Phe-OH
氨基酸个数: 34
分子式: C181H291N55O51S2
平均分子量: 4117.72
2、降钙素基因相关肽
降钙素基因相关肽(CGRP)有两种形式,即α型和β型。α-CGRP由Calca基因编码,由37个氨基酸组成。它与降钙素有20%的同源性。相比之下,β-CGRP由一个单独的基因编码,称为Calcb,该基因位于Calca基因附近。在骨骼中,CGRP存在于骨膜、骨髓和干骺端的神经末梢中。CGRP具有多种功能,已被发现能刺激成骨细胞前体细胞的增殖和分化,并减少其凋亡。骨折患者的CGRP水平升高,据推测这在骨愈合的炎症阶段以及受损组织修复的整个过程中都发挥着重要作用。
经过基因工程改造以过表达CGRP的转基因小鼠已被发现具有较高的骨小梁密度和骨体积,还与骨形成率的增加有关。相反,α-CGRP基因敲除小鼠由于骨形成率降低而出现骨质减少。。还发现CGRP能够刺激成骨分子如IGF-I和BMP-2的生成。
尽管有上述实验证据,但体内研究有限,尚未充分探究降钙素基因相关肽(CGRP)对骨愈合的潜在辅助作用。文献表明,在骨折愈合过程中,CGRP的全身水平会升高。骨折会引发局部新生含CGRP神经纤维的大量生长,这可能在骨愈合过程中发挥一定作用。当局部骨神经支配受损时,会导致骨折愈合不良。此外,Song等人推测,创伤性脑损伤后CGRP水平的升高可能是该患者群体骨折愈合增强的原因。在疲劳性骨损伤的实验模型中,给予CGRP或CGRP(8-37)可促进修复性骨形成。
3 成骨生长肽(OGP)
OGP是一种天然存在的、高度保守的14个氨基酸组成的肽,与H4组蛋白相关,在人类和哺乳动物的血液中以及成骨细胞和成纤维细胞的培养基中含量丰富。该肽从a2-macroglobulin中解离后,会被蛋白水解酶切割,生成一个C端五肽,从而激活细胞内的Gi蛋白-MAP激酶信号通路。
骨生长肽(OGP)被发现对骨细胞具有合成代谢作用,从而增加骨形成和总体骨量。体外研究表明,OGP能够调节成骨祖细胞的增殖、分化、碱性磷酸酶活性、骨钙素分泌、胶原蛋白和基质矿化。体内研究发现,OGP能够调节转化生长因子β1、β2、β3、成纤维细胞生长因子2、胰岛素样生长因子I和聚集蛋白聚糖。此外,过表达OGP的转基因小鼠的峰值骨量显著增加。
实验性骨折愈合模型表明,骨生长肽(OGP)有可能成为促进骨愈合反应的候选药物。全身性给予OGP可促进骨性愈合,使骨折间隙的桥接增强,骨痂体积增大,新骨形成增多。Shuqiang等人用含OGP的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)支架治疗了兔1.5厘米的节段性骨缺损。结果表明,骨量增加,骨愈合反应加快。
单字母 H2N-ALKRQGRTLYGFGG-OH
多字母 H2N-Ala-Leu-Lys-Arg-Gln-Gly-Arg-Thr-Leu-Tyr-Gly-Phe-Gly-Gly-OH
氨基酸个数 14
分子式 C68H110N22O18
平均分子量(MW) 1523.74
4 凝血酶肽508(Chrysalin)
凝血酶肽508(TP508),又称Chrysalin,是一种由23个氨基酸组成的合成肽,代表凝血酶的非蛋白水解受体结合域。TP508模拟了凝血酶的一些特定属性,但没有凝血酶带来的不良凝血作用。研究发现,TP508能够促进人成骨细胞的增殖和分化,并诱导其发生趋化作用。它还能增强血管内皮生长因子(VEGF)刺激的血管生成,并减轻慢性缺氧的影响。
多项体内动物模型研究均表明,TP508对骨愈合具有促进作用。两项动物研究分析了负载TP508的PPF复合材料和微球支架对兔段骨缺损的影响,结果显示骨形成增强,骨的扭转刚度更高。将TP508注入骨折间隙可促进骨折愈合,并增加血管形成。在牵张成骨动物模型中,向骨折间隙注射TP508可增强骨形成和骨愈合。在类似模型中,成骨细胞数量增加,骨质量也有所提高。
在临床环境中,TP508并未展现出与动物实验中相同的有益效果。一项双盲、随机、安慰剂对照的III期临床试验已开展,旨在分析Chrysalin治疗不稳定移位的桡骨远端骨折的效果。初步结果显示,骨折的影像学愈合时间显著缩短,但在关节活动度、握力、视觉模拟评分(VAS)或残疾评定量表(DASH)评分方面未见差异。此外,该试验未能证明在拆除固定装置的时间上存在统计学上的显著差异,而这是该研究的主要终点。
单字母 H2N-AGYKPDEGKRGDACEGDSGGPFV-OH
多字母 H2N-Ala-Gly-Tyr-Lys-Pro-Asp-Glu-Gly-Lys-Arg-Gly-Asp-Ala-Cys-Glu-Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro-Phe-Val-OH
氨基酸个数 23
分子式 C97H146N28O36S1
平均分子量(MW) 2312.43
5 PepGen P-15
P-15肽是一种高度保守的肽,由15个氨基酸组成,与I型胶原蛋白的细胞结合区域相同。P-15能增强细胞对骨替代物的附着,并促进细胞外基质(ECM)的生成。同时,它还能促进细胞存活,并能被磷酸钙基质吸收。当在支架材料中添加P-15时,碱性磷酸酶(ALP)、BMP-2和BMP-7的基因表达显著提高。这种基因表达的上调可能表明P-15能促进人成骨细胞的成骨活性。事实上,P-15被发现能刺激成骨细胞在体外的增殖和分化速率以及生长因子的生成。相反,Vordemvenne等人[104]报道称,单独的P-15不能上调人成骨细胞的增殖和钙化潜能。在体外实验中,当与血小板源性生长因子(PDGF)结合时,细胞增殖和钙化均有显著增加(P<0.05)
临床前研究结果表明,含P-15的骨移植替代物能够促进骨愈合和再生。在骨缺损中,与空缺或仅填充骨替代物相比,应用含P-15的骨替代物能提高骨生长速度。在大鼠桡骨的临界大小段缺损模型中,应用无机骨基质与P-15联合使用对骨愈合有积极影响,且无免疫原性和疾病传播风险。在绵羊模型中,使用相同的移植材料进行腰椎融合的效果与自体骨移植相当。然而,也存在一些有争议的数据,一些作者报告含P-15 的移植替代物效果不佳。此外,应用含P-15的移植替代物被发现能加速早期骨形成反应,但对长期效果无显著影响。
大多数临床证据来自口腔替代物。25名患者采用无机牛源性羟基磷灰石基质与P-15联合治疗牙周骨缺损,临床效果良好。在治疗骨不连方面,现有证据有限。Gomar等人用含P-15的骨移植替代物治疗了22例骨不连患者。他们报告的成功率为90%,并得出结论认为,这可能是自体骨移植的一种有效、安全且经济的替代方案。
单字母 H2N-GTPGPQGIAGQRGVV-OH
多字母 H2N-Gly-Thr-Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Ala-Gly-Gln-Arg-Gly-Val-Val-OH
氨基酸个数 15
分子式 C59H100N20O19
平均分子量(MW) 1393.55
6 含RGD的肽
精氨酰 - 甘氨酰 - 天冬氨酸(RGD)序列存在于多种分子中,构成了细胞表面信号传导系统。有证据表明,RGD 可增强成骨细胞在支架和移植物材料上的黏附和铺展,同时还能促进细胞增殖以及碱性磷酸酶(ALP)、Runx2、骨钙素、骨桥蛋白和骨唾液蛋白的表达。此外,它还能促进成骨细胞的分化和矿化。
研究发现,RGD涂层的植入物能促进周围骨质较差区域的骨形成和直接骨附着,从而增加骨与植入物的接触面积。当将RGD涂层的髓内钉植入成年雄性Wistar大鼠的胫骨时,观察到新骨形成增加。最后,还应指出的是,用于递送诸如BMP-2等生长因子以促进实验性骨折模型中骨再生的含RGD支架也已出现,并取得了良好的效果。然而,与上述结果相反,一些骨折模型表明,RGD的使用可能会产生不利影响。Hennessy等人的研究表明,当RGD与吸附在胫骨上的纤维连接蛋白、玻连蛋白和纤维蛋白原等蛋白质结合时,会显著损害间充质干细胞(MSC)的黏附和存活。在兔类无骨水泥关节假体模型中,未检测到在羟基磷灰石(HA)表面额外添加RGD涂层有显著效果。
字母 H2N-RGD-OH
多字母 H2N-Arg-Gly-Asp-OH
氨基酸个数 3
分子式 C12H22N6O6
平均分子量(MW) 346.34
7 GF-Hyp-GER
GF-Hyp-GER是一种仿胶原蛋白肽。它能选择性促进 α2β1 整合素结合,这是成骨细胞分化过程中的关键事件。研究发现,涂有 GF-Hyp-GER的植入物能改善植入物周围的骨再生和骨整合。结果表明,与未涂覆的支架和空缺的骨缺损相比,非愈合的股骨缺损处的骨形成显著加快且增多。GF-Hyp-GER可用作生长因子的递送载体,能够上调骨折愈合反应 。
胶原结合基序(CBM)是骨桥蛋白的裂解产物,能够特异性地与胶原结合,研究发现,CBM 可通过 Ca2+/CaMKII/ERK/AP-1 信号通路促进细胞迁移和成骨分化。在兔颅骨缺损模型中,应用含有合成 CBM 肽的可注射凝胶,可使成骨细胞的黏附和生长增加,随后成骨细胞分化增强,骨形成显著。
单字母 H2N-GF-Hyp-GER-OH
多字母 H2N-Gly-Phe-Hyp-Gly-Glu-Arg-OH
氨基酸个数 6
分子式 C29H43N9O10
平均分子量(MW) 677.71
8 DGEA
DGEA(天冬氨酸-甘氨酸-谷氨酸-丙氨酸)是Ⅰ型胶原蛋白用于结合 α2β1 整合素的一种识别基序。该胶原蛋白肽序列已被证明能够促进细胞黏附、铺展和成骨分化。经改造表达七聚谷氨酸结构域的 DGEA 在静脉注射后被发现会在骨组织中积聚,这表明这种策略可用于药物向骨组织的递送。DGEA 与含七聚谷氨酸的羟基磷灰石结合后,能够增强间充质干细胞的黏附和成骨分化,并促进新骨形成以及骨与植入物的接触。
单字母 H2N-DGEA-OH
多字母 H2N-Asp-Gly-Glu-Ala-OH
氨基酸个数 4
分子式 C14H22N4O9
平均分子量(MW) 390.35
9 SVVYGLR
在骨桥蛋白中,SVVYGLR(丝-缬-缬-酪-甘-亮-精)肽序列位于 RGD 序列附近。SVVYGLR 肽显著增强了间充质干细胞的黏附和增殖,同时也提高了内皮细胞的活性,从而促进了新生血管的生成。骨缺损的实验模型表明,当 SVVYGLR 与胶原海绵一起植入时,观察到成骨和血管生成均得到增强。
单字母 H2N-SVVYGLR-OH
多字母 H2N-Ser-Val-Val-Tyr-Gly-Leu-Arg-OH
氨基酸个数 7
分子式 C36H60N10O10
平均分子量(MW) 792.92
10 KRSR
KRSR(赖氨酸-精氨酸-丝氨酸-精氨酸)是纤连蛋白、玻连蛋白、骨唾液蛋白、血小板反应蛋白和骨桥蛋白中发现的一种肝素结合位点。KRSR 可增加成骨细胞的黏附和成骨基因表达。与未涂层的基底相比,经 KRSR、RGDS(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸)和分子等离子体沉积处理的阳极氧化纳米管钛涂层可提高成骨细胞密度。同样,涂有 KRSR 和 RGD 的钛相对于未处理的钛可促进更高的成骨细胞密度。然而,其他研究则报告了不太理想的结果,即在促进细胞黏附和铺展方面效果不佳。
单字母 H2N-KRSR-OH
多字母 H2N-Lys-Arg-Ser-Arg-OH
氨基酸个数 4
分子式 C21H43N11O6
平均分子量(MW) 545.64
11 FHRRIKA
FHRRIKA(苯丙氨酸-组氨酸-精氨酸-精氨酸-异亮氨酸-赖氨酸-丙氨酸)是骨唾液蛋白的一种细胞结合域和假定的肝素结合域。FHRRIKA 可能对成骨细胞的黏附、铺展和矿化有良好的影响。在覆盖有 FHRRIKA 表面的鼠颅骨骨片上,成骨细胞的生长突起覆盖的面积显著增大。将含有 RGD 和 FHRRIKA 序列的支架中接种的鼠颅骨成骨细胞与未添加肽的对照组相比,发现其仍保持活力且增殖动力学更高。
单字母 H2N-FHRRIKA-OH
多字母 H2N-Phe-His-Arg-Arg-Ile-Lys-Ala-OH
氨基酸个数 7
分子式 C42H70N16O8
平均分子量(MW) 927.11
12 CTSRNRCNDQ
纤连蛋白(FN)衍生肽也已被证明有助于成骨细胞的黏附、铺展和矿化。从纤连蛋白(FN)中衍生出的一种纤维蛋白结合型合成寡肽被发现能促进兔颅骨缺损模型中的新骨形成。
单字母 H2N-CTSRNRCNDQ-OH
多字母 H2N-Cys-Thr-Ser-Arg-Asn-Arg-Cys-Asn-Asp-Gln-OH
氨基酸个数 10
分子式 C42H73N19O18S2
平均分子量(MW) 1196.28
13 RADA16-I
RADA16-I(Ac-RADARADARADARADA-NH2)是一种合成的肽(PuraMatrix)。与仅含脱矿骨基质(DBM)相比,间充质干细胞在含 RADA16-I 的 DBM 中表现出更高水平的碱性磷酸酶(ALP)、骨钙素和 Runx2 基因的表达。研究发现,在含 RADA16-I 的支架中,成骨细胞的黏附、增殖和分化能力更优。在山羊的临界尺寸股骨缺损模型中获得的体内数据表明,富含骨髓的 RADA16-I/DBM 新形成的骨体积显著高于仅富含骨髓的 DBM。其他作者也报道了使用 RADA16-I 自组装肽的良好效果。在动物骨缺损模型的骨增量模型中,将 BMP-2 加入含 RADA16-I 的水凝胶支架显著增强了骨再生。
肽两性分子是另一类能够支持骨祖细胞并引导其分化的自组装肽。含肽两性分子的矿化基质被发现能够促进人骨髓间充质干细胞的成骨分化。肽两性分子与骨髓间充质干细胞和富血小板血浆的组合被发现能够促进骨形成并增强血管生成.
单字母 Ac-RADARADARADARADA-CONH2
多字母 Ac-Arg-Ala-Asp-Ala-Arg-Ala-Asp-Ala-Arg-Ala-Asp-Ala-Arg-Ala-Asp-Ala-CONH2
氨基酸个数 16
分子式 C66H113O25N29
平均分子量(MW) 1712.78