角质细胞生长因子-1(Keratinocyte growth factor-1, KGF-1亦称成FGF7)是唯一特异定位组织上皮且具有皮肤损伤修复功能的FGFS家族成员之一。KGF-1是由间充质来源的细胞中产生,并通过旁分泌机制分泌。它结合到上皮细胞的特异性受体而发挥在伤口修复,胚胎发育,肿瘤生成和免疫重建重要的作用。KGF1促进细胞增殖和在创伤修复时表现出高水平。KGF1还可以促进表皮细胞的增殖,迁移和分化,并能增加皮肤毛囊和皮脂腺前体细胞的细胞增殖和促进分化。目前,KGF1在大肠杆菌中得到成功表达,但发现KGF1表达水平低,主要局限于包涵体的形式,这会导致KGF1提纯困难,从而限制了KGF1在基础和应用药理学和病理学研究中的应用,这就需要一种新的KGF1蛋白表达系统,以克服生产中存在的问题。因此,在这项研究中我们采用了一种烟草病毒表达系统,以提高KGF1表达效率和活性。这个表达系统具有表达周期短,目的蛋白相对含量高,且具有蛋白翻译后修饰等特点。本研究采用改造过后的烟草瞬时表达载体马铃薯病毒X和油体表达载体pCAMBIA1390Do (p1390Do),分别在烟草(Nicotiana benthamiana)和红花(Carthamus tinctorius L)植物中表达KGF1。为了提高KGF1的表达量,根据植物密码子的偏好性对KGF1基因进行改造,同时提高mRNA的翻译效率和KGF1蛋白的稳定性,旨在寻求一个低成本、安全,且保持蛋白生物活性的KGF1表达系统。本研究将改造好的KGF1基因导入到表达PVX载体和p1390Do载体,通过反复冻融法分别转入到农杆菌GV3101和EHA105中。由农杆菌介导分别将重组表达载体PVX和p1390Do导入到烟草和红花中,对转基因烟草和红花进行PCR鉴定、RT-PCR检测、southern bloting检测和western bloting检测,证实KGF1基因是否导入到烟草和红花植物中,并观察烟草中KGF1蛋白表达情况。利用肝素亲和对烟草叶片表达的KGF1蛋白进行纯化,将得到的KGF1蛋白进行细胞活性和动物创伤修复实验。主要结论如下：1.本研究成功构建了烟草瞬时表达载体pgR107-KGF1-smGFP和红花油体表达载体p1390Do-KGF1, KGF1蛋白在烟草中得到高效表达,表达量达到每克新鲜烟草叶片中含有融合蛋白530ug,表达产物具备细胞生物学活性。2.烟草中表达的KGF1蛋白具有创面修复活性,创面愈合率显著高于阴性组,与阳性KGF1蛋白组没有显著差异。进一步Masson染色结果证实,烟草中表达的KGF1蛋白能够修复组织创伤且效果与阳性组一致。3.采用农杆菌介导法,用油体表达系统将KGF1基因转入新疆裕民无刺红花,经潮霉素抗性筛选共获得57株转基因红花,通过PCR扩增进行检测,有11株可扩增出约589 bp的目的条带,转化率19.29%,Southern blot进一步说明KGF1基因整合到红花基因组中。本研究利用烟草瞬时表达系统,成功表达了KGF1蛋白,并初步进行了后期的细胞和动物实验,证实了KGF1蛋白具有生物活性,同时成功将KGF1基因导入转基因红花,为利用植物表达系统规模化生产KGF1奠定了基础。