在大肠杆菌和哺乳动物中，利用融合标签表达的重组人成纤维细胞生长因子18（recombinant human fibroblast growth factor18, rhFGF18）蛋白，已经广泛应用于基础研究和临床应用，包括软骨发生和成骨形成，毛发再生和神经保护。然而，高水平表达和获得高纯度的rhFGF18蛋白是一个重要的瓶颈问题。而且，融合标签表达的重组蛋白具有较高的免疫原性和较低的生物活性，移除融合标签是非常昂贵的，和对蛋白的活性影响较大。为了克服融合标签蛋白的表达限制和实现可溶性表达高活性的rhFGF18蛋白，本研究提出了一种快速、有效的表达策略。通过聚合酶链反应（polymerase chain reaction, PCR）扩增优化的大肠杆菌偏好性hFGF18基因，经双酶切后，连接到pET3c和pET22b(+)载体上，然后，转染到大肠杆菌BL21(DE3)PlysS和Origima(DE3)表达宿主菌，最后选择最优的表达宿主菌(Origima(DE3)/pET3c-rhFGF18)来表达rhFGF18蛋白。再通过优化IPTG的浓度、培养温度和诱导时间，进一步提高rhFGF18蛋白的表达水平。在最优的表达条件下（25°C，1mM IPTG，诱导10h），rhFGF18蛋白的表达率高达30%。菌体经过超声破碎，离心。根据FGF18蛋白的等电点，我们采用CM阳离子交换色谱柱和肝素亲和层析柱分离纯化得到高纯度的rhFGF18蛋白，并通过Western blotting进一步确认通过大肠杆菌表达系统获得的蛋白。HPLC分析发现用两步纯化法得到的重组人FGF18蛋白的纯度高达95%。体外实验表明，大肠杆菌表达的重组人FGF18蛋白对NIH3T3成纤维细胞有明显的促增殖活性。体内研究发现，C57BL/6小鼠经脱毛膏脱毛后，在毛发生长的静止期，皮下注射rhFGF18给药，rhFGF18给药组的毛发生长情况明显优于PBS对照组，充分说明在小鼠毛发生长的静止期给rhFGF18对毛发再生具有强烈的促生长作用，也说明我们从大肠杆菌得到的rhFGF18蛋白可以应用于后续的实验和药理研究。但正如其他的FGF蛋白一样，存在着稳定性差等问题。本研究建立一种以肝素亲和色谱柱为固相载体的固相PEG修饰技术。以肝素琼脂糖为固定相，首先将蛋白结合到肝素柱上，然后将20kDa mPEG-丁醛反应液作为流动相，低流速循环，反应一定时间后，考虑到rhFGF18修饰前后肝素亲和性会发生变化，利用肝素亲和层析柱在不同的盐离子浓度下进行梯度洗脱，最终获得PEG修饰产物。同时，本研究优化了反应温度、反应摩尔比、反应时间等因素对于修饰产率的影响。在最优的修饰条件下（pH6.5，mPEG-丁醛：rhFGF18比例为8:1，反应时间12h），单修饰的PEG-rhFGF18的修饰率高达47.8%。MALDI-TOF-MS结果表明PEG-rhFGF18的分子量为40623.2824Da，rhFGF18的分子量大概是20kDa，说明只有一个PEG分子特异性结合到一个rhFGF18的蛋白上。促增殖实验证明，固相PEG修饰对rhFGF18蛋白的生物学活性无显著影响；CD结果显示，修饰前后rhFGF18的远紫外吸收趋势基本相同，说明固相修饰对rhFGF18的二级结构基本上无影响；经过聚乙二醇修饰后，修饰蛋白（PEG-rhFGF18）的生物学稳定性和抗蛋白胰酶降解的稳定性均得到了显著的提升。因此，本研究建立的固相PEG定点修饰技术，不但保留了rhFGF18本身的生物学活性，而且其抗热和抗胰蛋白酶的稳定性都得到了显著的提升，从而为rhFGF18的基础研究和工业生产提供更广阔的应用价值。