本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域,涉及纖維化疾病防治領(lǐng)域,具體涉及多肽及其衍生物在制備預(yù)防和/或治療纖維化疾病藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
蛋白質(zhì)是機(jī)體的物質(zhì)基礎(chǔ)、生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者,涉及生長(zhǎng)、發(fā)育、免疫調(diào)節(jié)、新陳代謝等生理過程。蛋白質(zhì)及其參與的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)異常是疾病的發(fā)生和發(fā)展的根本原因,利用機(jī)體自身調(diào)控來進(jìn)行疾病防治是生物醫(yī)藥的本質(zhì)思想,因此,蛋白質(zhì)既是藥物靶點(diǎn)的來源,也是生物醫(yī)藥的重要類別,而蛋白質(zhì)功能片段則為精準(zhǔn)用藥提供了保障。多肽就是蛋白質(zhì)發(fā)揮功能的活性片段,當(dāng)研究發(fā)現(xiàn)多肽片段活性與疾病發(fā)生相關(guān)聯(lián)時(shí),這些活性多肽便可用于開發(fā)具有臨床應(yīng)用價(jià)值的藥物。對(duì)蛋白質(zhì)功能片段的研究為疾病的治療提供了理論基礎(chǔ),也為基于蛋白質(zhì)功能片段的多肽藥物研發(fā)提供了更廣闊的發(fā)展空間。
多肽藥物在藥物研發(fā)領(lǐng)域具有明顯的優(yōu)勢(shì):與一般有機(jī)小分子藥物相比,多肽藥物具有活性高、用藥劑量小、毒副作用低等突出優(yōu)點(diǎn);而與蛋白質(zhì)藥物相比,較小的多肽免疫原性相對(duì)較小,可化學(xué)合成,產(chǎn)品純度高,質(zhì)量可控。目前的多肽藥物多數(shù)源于或模擬內(nèi)源性肽或其他天然肽,其結(jié)構(gòu)清楚,作用機(jī)制明確,代謝產(chǎn)物氨基酸為機(jī)體基本組分,不會(huì)蓄積體內(nèi),毒副作用低。目前隨著多肽合成技術(shù)的發(fā)展,多肽的生產(chǎn)、工藝和純度問題已有效解決,另外可通過進(jìn)一步研究活性多肽的構(gòu)效關(guān)系,發(fā)掘多肽發(fā)揮生物活性所必需的最短片段,以便以更短的多肽來代替;或者使用氨基酸替換提高其生物活性或改變其臨床不良反應(yīng),使得小片段多肽具有更好的生物相容性,減少臨床不良反應(yīng),可通過替換肽鏈中易酶解的氨基酸來延緩酶降解速度,使多肽藥物的半衰期有效延長(zhǎng)。
但多肽本身仍存在一些缺點(diǎn),如多肽易被酶解,半衰期短,生物利用度低等。為解決多肽在制備藥物應(yīng)用中的問題,除了改變多肽藥物給藥途徑,化學(xué)修飾成為多肽藥物研發(fā)中非常重要的研究方向,是延長(zhǎng)蛋白質(zhì)多肽類分子半衰期、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效化的重要技術(shù)手段之一。根據(jù)多肽藥物的特點(diǎn),運(yùn)用多種手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和化學(xué)修飾,對(duì)多肽藥物本身的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,利用合適的修飾方法和修飾劑對(duì)蛋白質(zhì)多肽類藥物的主鏈結(jié)構(gòu)或?qū)?cè)鏈基團(tuán)進(jìn)行化學(xué)修飾,可改變其分子大小,電荷和受體結(jié)合能力,提高脂溶性,同時(shí)通過修飾基團(tuán)形成的空間位阻保護(hù)易受蛋白水解酶進(jìn)攻的區(qū)域,延緩活性蛋白的降解,提高藥物的穩(wěn)定性,最終改變多肽的理化性質(zhì)和藥代動(dòng)力學(xué),充分發(fā)揮多肽藥物的優(yōu)點(diǎn),克服甚至避免其缺點(diǎn)。
目前已知的多肽修飾方法包括乙?;揎棧0坊揎?,糖基化修飾,聚乙二醇(PEG)修飾,脂肪酸修飾,磷酸化修飾等。多肽類藥物常用主鏈末端修飾方法是氨基(N)端乙?;汪然–)端的酰胺化修飾,分別對(duì)肽鏈兩端氨基和羧基進(jìn)行保護(hù),其基本原理都是增加多肽分子的相對(duì)分子量和空間位阻,延續(xù)或抑制多肽水解酶的作用,提高多肽藥物穩(wěn)定性,減少腎小球的濾過作用。糖基化修飾是將單糖、寡糖或多糖結(jié)構(gòu)與多肽鏈中某些特殊氨基酸側(cè)鏈上的功能團(tuán)以共價(jià)鍵形式相連,如N-糖基化是通過天冬酰胺使側(cè)鏈的酰胺氮進(jìn)行連接,O-糖基化是與絲氨酸或蘇氨酸殘基上的氧相連。糖基化能夠增加側(cè)鏈空間位阻,提高多肽對(duì)酶的穩(wěn)定性。如用于治療慢性腎功能衰竭及貧血的促紅細(xì)胞生長(zhǎng)素(EPO),糖基化修飾后的EPO使用頻率可由每周2-3次,降低至每周1次或每2周1次。PEG修飾是利用不同的PEG修飾劑與多肽主鏈或側(cè)鏈的氨基、羧基,側(cè)鏈的咪唑基、巰基或羥基等功能基團(tuán)共價(jià)連接得到修飾產(chǎn)物。PEG本身是由環(huán)氧乙烷聚合的大分子聚合物,有不同的結(jié)構(gòu)和不同的分子量,可以在體內(nèi)降解,無毒、無抗原性,并有較高的親水性和生物相容性、寬泛的相對(duì)分子選擇范圍等優(yōu)點(diǎn)。PEG修飾后的多肽藥物溶解度顯著增高,體內(nèi)釋放緩慢,半衰期延長(zhǎng),并且能夠形成空間位阻,降低免疫反應(yīng),抑制蛋白酶解。PEG是目前最常用的修飾劑,在研或上市的PEG修飾蛋白或多肽藥物種類較其它修飾方法更多,世界上第1個(gè)PEG修飾的蛋白藥物PEG-腺苷脫氨酶在1991年獲FDA批準(zhǔn)上市,另外還有PEG修飾的天冬酰胺酶、集落刺激生長(zhǎng)因子、干擾素α等。脂肪酸修飾是將脂肪酸結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)多肽分子中的某些特殊官能團(tuán)以共價(jià)連接,包括氨基、羧基、巰基和羥基等的修飾。脂肪酸是構(gòu)成胞膜磷脂及人體脂肪與類脂的成分,因此脂肪酸修飾能夠有效提高多肽藥物脂溶性與吸收,封閉多肽分子易受酶降解的區(qū)域,延緩或抑制蛋白酶解;脂肪酸還能夠增強(qiáng)多肽藥物與血漿白蛋白的結(jié)合,形成較大的復(fù)合物,以延長(zhǎng)藥物的在體內(nèi)滯留時(shí)間。上市的脂肪酸修飾多肽藥物如用于治療2型糖尿病的利拉魯肽(Liraglutide,諾和諾德),利拉魯肽將人GLP-1第34位的賴氨酸(Lys)替換為精氨酸(Arg),并在26位Lys上又引入一個(gè)由谷氨酸(Glu)介導(dǎo)的16碳棕櫚酸側(cè)鏈,使GLP-1的不良反應(yīng)顯著減少,但完全保留了其生物活性。
在實(shí)際的臨床應(yīng)用中,通過以上所述化學(xué)修飾的多肽藥物已經(jīng)顯示具有明顯良好的優(yōu)勢(shì),能夠顯著延長(zhǎng)多肽藥物的半衰期,提高藥物療效,降低給藥頻率,從而帶來良好的治療依從性。未來多肽修飾種類和修飾方法仍會(huì)不斷發(fā)展和成熟,其最終目的都是使多肽藥物能夠從實(shí)驗(yàn)室研究走向安全有效的臨床應(yīng)用。
本發(fā)明基于生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的多肽藥物技術(shù)的發(fā)展,針對(duì)機(jī)制復(fù)雜、治療困難的纖維化疾病,提供了一類經(jīng)化學(xué)修飾后的多肽衍生物在制備預(yù)防和治療纖維化疾病藥物中的應(yīng)用。
纖維化是在損傷部位或炎癥病灶及周邊,由膠原和粘連蛋白等胞外基質(zhì)增加所導(dǎo)致的纖維結(jié)締組織過度沉積和重塑紊亂,會(huì)造成永久性瘢痕、器官功能障礙甚至死亡。纖維化與多種疾病發(fā)生密切相關(guān),這種臨床常見的病理改變,是普遍的慢性炎癥疾病的最終病理結(jié)局,也是慢性自身免疫病的主要病理癥狀,同時(shí)能夠影響腫瘤的侵襲轉(zhuǎn)移和慢性移植物排斥反應(yīng)。纖維化可發(fā)生于多種組織器官,尤其是重要功能臟器(肝,肺,腎和心臟等),常常呈不可逆地進(jìn)行性加重,嚴(yán)重破壞器官結(jié)構(gòu),最終導(dǎo)致器官功能減退及至衰竭,進(jìn)而極大降低病患生活質(zhì)量,嚴(yán)重威脅人類生命健康。統(tǒng)計(jì)資料顯示,因各類疾病死亡的人群中,45%可歸于纖維化。
盡管纖維化疾病發(fā)病率和死亡率居高不下,但目前針對(duì)纖維化疾病大多集中在預(yù)防、器官移植等非藥物治療,其它藥物輔助治療,甚至姑息治療,纖維化疾病可選擇的特效治療藥物極少,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足臨床上真正有效和安全的需求。如:馬凡綜合征(Marfan syndrome),一種由常染色體上編碼糖蛋白微纖蛋白(FBN1)基因突變引起的遺傳性結(jié)締組織疾病,患者四肢細(xì)長(zhǎng)不均勻,并伴有心血管系統(tǒng)異常,同時(shí)累及骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚和眼部等重要組織器官,多數(shù)病人死于主動(dòng)脈瘤破裂和心力衰竭,只能存活至中年,但目前全球范圍內(nèi)尚無可用于治療馬凡綜合征的藥物。
另外一種臨床上以局限性或彌漫性皮膚增厚和纖維化為特征,并累及心、肺、腎、消化道等內(nèi)臟器官的結(jié)締組織病,被稱作系統(tǒng)性硬化癥(Systemic scleroderma,SSc)。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì),全球大約有200萬例系統(tǒng)性硬化癥患者,常呈緩慢發(fā)展,預(yù)后不良,高達(dá)90%患者可能有不同程度的肺部疤痕,約占死亡病例的35%。目前全球范圍內(nèi)僅有一個(gè)治療藥物:尼達(dá)尼布(Nintedanib,勃林格殷格翰),該藥物于2016年通過歐盟委員會(huì)和美國(guó)FDA的孤兒藥認(rèn)證的快速通道獲批,只對(duì)癥治療系統(tǒng)性硬化癥相關(guān)間質(zhì)性肺病(SSc-ILD),其上市后的臨床治療效果還有待評(píng)價(jià)。而系統(tǒng)性硬化癥是尼達(dá)尼布發(fā)展的新適應(yīng)癥,最初尼達(dá)尼布是用于治療一種最為嚴(yán)重的肺部纖維化疾病:特發(fā)性肺纖維化(Idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)的藥物。
特發(fā)性肺纖維化,是一種未知原因的慢性、進(jìn)行性、纖維化性的間質(zhì)性肺疾病,被稱為類腫瘤疾病,并常常伴有急性加重,診斷后的平均生存期僅2.8年,死亡率高于除肺癌之外的全部腫瘤疾病。目前全球范圍內(nèi)治療特發(fā)性肺纖維化的藥物只有吡非尼酮(Pirfenidone,羅氏)和尼達(dá)尼布,是2014年FDA經(jīng)快速審批通道進(jìn)入市場(chǎng)的孤兒藥,也是2015年美國(guó)胸科協(xié)會(huì)/歐洲呼吸協(xié)會(huì)/日本胸科協(xié)會(huì)/拉丁美洲胸科協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《特發(fā)性肺纖維化臨床治療推薦指南》中推薦等級(jí)最高(條件推薦)的兩大藥物。其中吡非尼酮是一個(gè)抗纖維化、抗炎和抗氧化性的化合物,其確切的作用機(jī)制尚未完全清楚。尼達(dá)尼布是一種多重酪氨酸激酶抑制劑,作用于調(diào)控纖維化信號(hào)通路中的三個(gè)重要細(xì)胞因子受體:成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(FGFR)、血小板源生長(zhǎng)因子受體(PDGFR)和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(VEGFR),尼達(dá)尼布能夠與受體上的ATP結(jié)合位點(diǎn)特異性結(jié)合,阻止受體的磷酸化激活,從而阻斷其介導(dǎo)的信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)。吡非尼酮和尼達(dá)尼布的出現(xiàn)填補(bǔ)了肺纖維化治療領(lǐng)域的空白,但是Global Data分析(2016年)認(rèn)為,這兩個(gè)藥物僅用于延緩病患肺功能下降的速度,不是有效中止肺部病變進(jìn)程的藥物,臨床研究結(jié)果也顯示對(duì)死亡率并沒有很好的改善,遠(yuǎn)不滿足肺纖維化治療的需求。另外,由于兩個(gè)藥物均是小分子化合物,不適于孕婦或伴有肝臟問題的患者群體使用,需要較大口服劑量才能實(shí)現(xiàn)有效的肺部藥物濃度,并有明顯的不良胃腸道反應(yīng),吡非尼酮還會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的光敏反應(yīng)和皮疹,在臨床使用時(shí),病人用藥依從性較差。
除上述三種適應(yīng)癥,纖維化疾病還涉及其它重要器官如肝,腎,心和眼部等,纖維化疾病患者往往出現(xiàn)器官組織受累,在無有效延緩或阻斷纖維化病變進(jìn)程的藥物時(shí),最終治療選項(xiàng)局限于供體困難且風(fēng)險(xiǎn)較高的器官移植,治療昂貴,也帶來極重的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而已有藥物的臨床治療效果和安全性無法滿足治療需求,未來纖維化疾病確診病例仍會(huì)增加,因此,亟需深入研究纖維化疾病發(fā)生機(jī)制,充分結(jié)合創(chuàng)新的醫(yī)藥發(fā)展趨勢(shì),開發(fā)新的能夠有效阻斷纖維化疾病且臨床使用安全的治療藥物。
纖維化是由反復(fù)損傷或較大損傷導(dǎo)致炎癥而逐漸向纖維化發(fā)展的病理過程,發(fā)病機(jī)制可大致分為三個(gè)階段:第一階段是損傷期和止血期,由感染、毒素、藥物、外傷等引起上皮或內(nèi)皮細(xì)胞損傷,觸發(fā)凝血反應(yīng),循環(huán)血液中的血小板接觸損傷血管暴露的膠原纖維而被激活,釋放血小板因子,形成纖維蛋白凝塊確保快速止血;激活的血小板同時(shí)釋放多種細(xì)胞因子,如血小板源生長(zhǎng)因子(PDGF),趨化因子及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)。第二階段為炎癥和增殖期,即再生階段,在趨化因子介導(dǎo)下炎性細(xì)胞向損傷部位趨化并聚集,骨髓干細(xì)胞活化為巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞,分泌多種細(xì)胞因子(如IL-13、IL-17、TGF-β等)促進(jìn)免疫修復(fù)和炎癥反應(yīng);上皮和先天免疫細(xì)胞來源的細(xì)胞因子能夠激活特異性免疫反應(yīng),進(jìn)一步促進(jìn)炎癥和免疫修復(fù)。炎癥和免疫介質(zhì)(細(xì)胞因子、趨化因子、自由基等)激活靜止的成纖維細(xì)胞,刺激胞外基質(zhì)的膠原合成,促進(jìn)其分化為肌成纖維細(xì)胞。第三階段為成熟期,即組織重構(gòu)或纖維化,正常情況是最終血管生成,創(chuàng)口收縮,組織再生,但當(dāng)有害刺激持續(xù)存在,炎癥反應(yīng)和慢性愈合反應(yīng)加劇,反復(fù)進(jìn)行組織損傷—修復(fù)—再生反應(yīng),肌成纖維細(xì)胞持續(xù)被激活,分泌更多胞外基質(zhì)并發(fā)生沉積,最終導(dǎo)致組織增厚和重塑紊亂,形成纖維化。
纖維化發(fā)生機(jī)制復(fù)雜,涉及炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、免疫應(yīng)答和纖維化發(fā)生相關(guān)的多種細(xì)胞因子及其介導(dǎo)的信號(hào)通路。發(fā)揮主要功能的細(xì)胞因子包括IL-1β,TNF-α,IL-13,PDGF和TGF-β等。其中,IL-1β能夠通過與胞外基質(zhì)結(jié)合激活TGF-β前體而間接促進(jìn)或直接調(diào)控胞外膠原合成,促進(jìn)成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞,還可通過FAK/rac1/NOX/ROS信號(hào)通路調(diào)控成纖維細(xì)胞中胞外基質(zhì)合成,與結(jié)締組織生長(zhǎng)因子CCN2結(jié)合促進(jìn)纖維化發(fā)生。TNF-α和IL-1β都是促進(jìn)炎癥調(diào)控因子,能夠加劇實(shí)質(zhì)細(xì)胞損傷,通過TGF-β信號(hào)通路誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和肌成纖維細(xì)胞激活。TNF-α和IL-1β也能夠促進(jìn)成纖維細(xì)胞中的自分泌生長(zhǎng)因子IL-6的活性。IL-13是2型輔助性T細(xì)胞(Th2細(xì)胞)分泌的細(xì)胞因子,能夠通過整合素β1,IL-6和趨化因子MCP-1促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖,表達(dá)IL-13的Th2細(xì)胞還會(huì)刺激巨噬細(xì)胞分泌TGF-β前體,IL-13再通過金屬基質(zhì)蛋白酶和組織蛋白酶等相關(guān)蛋白酶水解途徑激活TGF-β。PDGF是成纖維細(xì)胞的有絲分裂原,通過刺激成纖維細(xì)胞增殖、遷移、轉(zhuǎn)變產(chǎn)生更多的肌成纖維細(xì)胞,同時(shí)刺激膠原合成。TGF-β能夠直接誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞分化為肌成纖維細(xì)胞,促進(jìn)膠原表達(dá)和沉積,而分泌胞外基質(zhì)的肌成纖維細(xì)胞是所有纖維化疾病的最終結(jié)果。
以上所述細(xì)胞因子可由多種類型細(xì)胞分泌,或通過炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答間接調(diào)控,或直接激活TGF-β信號(hào)通路促進(jìn)纖維化發(fā)生。因此,TGF-β被認(rèn)為是纖維化調(diào)控中最關(guān)鍵的細(xì)胞因子。已有大量報(bào)道證實(shí)纖維化疾病與細(xì)胞因子TGF-β及其下游信號(hào)通路的異常調(diào)控緊密相關(guān),公開報(bào)道的與TGF-β信號(hào)通路相關(guān)的纖維化疾病包括類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,肺纖維化,肝纖維化,肝硬化,腎纖維化,骨髓纖維化,囊性纖維化,心肌纖維化,硬皮病,結(jié)節(jié)病,瘢痕疙瘩,燒傷致增生性瘢痕,增生性視網(wǎng)膜病變,青光眼,白內(nèi)障,晶狀體后囊混濁,血管成形術(shù)、血管手術(shù)或血管損傷后血管再狹窄,馬凡綜合癥等。研究表明,在多種疾病動(dòng)物模型中,對(duì)TGF-β信號(hào)通路的抑制均能延緩纖維化進(jìn)程。
隨著近30年來對(duì)纖維化疾病相關(guān)機(jī)制的深入研究,基于纖維化發(fā)生涉及的多個(gè)細(xì)胞因子及其激活的胞內(nèi)信號(hào)通路的分子機(jī)制,這些通路中各主要節(jié)點(diǎn)成為目前全球范圍內(nèi)的在研防治纖維化藥物的主要靶點(diǎn)。由于纖維化涉及細(xì)胞因子眾多,尋找最有效的靶標(biāo)因子是治療纖維化疾病的關(guān)鍵,鑒于TGF-β信號(hào)通路在纖維化疾病中的重要作用,以TGF-β信號(hào)通路作為藥物靶點(diǎn)有望成為阻斷纖維化疾病的理想藥物。
哺乳動(dòng)物TGF-β包括三種亞型,分別為TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3,其中TGF-β1是組織中含量最高,分布最廣的亞型,也是最主要促進(jìn)組織纖維化的因子。TGF-β1 在體內(nèi)是以無活性的前體蛋白(Pre-pro-TGF-β1)形式產(chǎn)生,只有經(jīng)過一系列酶解和構(gòu)象變化,才可釋放具有生物活性的TGF-β1,主要通過激活Smad家族蛋白的下游信號(hào)通路而促進(jìn)纖維化發(fā)生?;谄湫盘?hào)激活和轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,應(yīng)用多肽合成技術(shù)制備或模擬TGF-β1發(fā)揮功能所需的關(guān)鍵序列,阻斷TGF-β1分泌、活化和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),能夠從關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上阻抑最關(guān)鍵的纖維化調(diào)控信號(hào)通路,從而有效地抑制纖維化病理過程的發(fā)生發(fā)展。
已有研究表明實(shí)驗(yàn)條件下,多肽KRFK,CSVTCG,YRVRFLAKENVTQDAEDN和CNLAVAAASHIYQNQFVQ能夠抑制TGF-β信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo),從而延緩纖維化進(jìn)程。但在實(shí)際應(yīng)用過程中,多肽存在溶解度低和穩(wěn)定性差的問題,極大影響多肽成藥性,在制備防治纖維化疾病藥物的應(yīng)用方面還需要在其理化性質(zhì)方面有較高的提升。本發(fā)明基于此,在其中一種多肽序列基礎(chǔ)上,進(jìn)行氨基酸刪除、替換、添加以發(fā)掘最有效的活性片段,并在此基礎(chǔ)上經(jīng)過化學(xué)修飾,提高多肽溶解度,增加多肽穩(wěn)定性,延長(zhǎng)其半衰期,提高生物活性,降低毒副作用,以增強(qiáng)多肽藥物的成藥性,最終應(yīng)用于制備臨床安全有效的預(yù)防和治療纖維化疾病的藥物。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在本發(fā)明針對(duì)目前缺乏臨床使用有效且安全的預(yù)防和治療纖維化疾病藥物的現(xiàn)狀,提供一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物的在制備預(yù)防或治療纖維化疾病中的應(yīng)用。
本發(fā)明所述的多肽是指由氨基酸通過肽鍵相連構(gòu)成的一類化合物,是不限于氨基酸數(shù)目的產(chǎn)物。
本發(fā)明所述的多肽SEQ ID NO:1能夠抑制TGF-β信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo),使炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少,細(xì)胞外基質(zhì)蛋白合成降低,從而抑制炎癥和纖維化反應(yīng),達(dá)到預(yù)防和治療纖維化疾病的目的。
本發(fā)明所述的對(duì)多肽SEQ ID NO:1的氨基酸序列進(jìn)行氨基酸缺失、添加、替換或修飾的目的是為了使其適于不偏離本發(fā)明在制備預(yù)防或治療纖維化疾病中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供的一類多肽片段是多肽SEQ ID NO:1的氨基酸序列進(jìn)行氨基酸缺失后得到的多肽片段,其可以是在多肽SEQ ID NO:1的氨基酸序列的氨基端、羧基端或者氨基酸序列內(nèi)部,分別進(jìn)行氨基酸缺失;也可以是在多肽SEQ ID NO:1的氨基酸序列的氨基端和羧基端,同時(shí)進(jìn)行氨基酸缺失;也可以是在多肽SEQ ID NO:1的氨基酸序列的氨基端和序列內(nèi)部,進(jìn)行氨基酸缺失;也可以是在多肽SEQ ID NO:1的氨基酸序列的羧基端和序列內(nèi)部,進(jìn)行氨基酸缺失;也可以是在多肽SEQ ID NO:1的氨基酸序列的氨基端、羧基端和序列內(nèi)部,同時(shí)進(jìn)行氨基酸缺失。本發(fā)明所述的氨基酸缺失的數(shù)目在12個(gè)氨基酸以內(nèi),包括12個(gè)氨基酸,多肽片段的氨基酸數(shù)目可以是6個(gè)至17個(gè)之內(nèi)的任一種,包括6個(gè)和17個(gè)。
本發(fā)明所述的一類多肽片段的衍生物是針對(duì)SEQ ID NO:1的多肽片段的氨基酸序列,進(jìn)行氨基酸替換或/和添加后產(chǎn)生的衍生物。本發(fā)明所述的一類多肽的衍生物是針對(duì)SEQ ID NO:1的氨基酸序列,進(jìn)行氨基酸替換或/和添加后產(chǎn)生的衍生物。
本發(fā)明所述的氨基酸替換是指使用其它構(gòu)象或其它種類的氨基酸取代SEQ ID NO:1的多肽片段或者SEQ ID NO:1的氨基酸序列中的某個(gè)氨基酸。
本發(fā)明所述的氨基酸添加是指在SEQ ID NO:1的多肽片段或者SEQ ID NO:1的氨基酸序列中的任意氨基酸位置加入氨基酸。
本發(fā)明所述的氨基酸替換和氨基酸添加可以分別進(jìn)行,也可以同時(shí)進(jìn)行,可以在同一氨基酸位置進(jìn)行,也可以在不同氨基酸位置進(jìn)行。
本發(fā)明所述的氨基酸位置是指在多肽的氨基酸序列中,由氨基端向羧基端依次排列的氨基酸所在的位置數(shù),但氨基酸位置是相對(duì)的,當(dāng)氨基酸序列中進(jìn)行氨基酸缺失或添加時(shí),氨基酸的位置可能發(fā)生變化,這種變化可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員確定。
本發(fā)明所述的用于替換或/和添加的氨基酸包括天然氨基酸和非天然氨基酸,其中,天然氨基酸指自然界存在的氨基酸,非天然氨基酸包括D型氨基酸及其它人工合成的氨基酸。
本發(fā)明所述的一類多肽片段的衍生物中,其中進(jìn)行氨基酸替換得到的衍生物,可以替換的氨基酸數(shù)目是6個(gè)以內(nèi),包括6個(gè),其中進(jìn)行氨基酸添加得到的衍生物,可以添加的氨基酸數(shù)目是6個(gè)以內(nèi),包括6個(gè)。
本發(fā)明提供的衍生物是指多肽的一種變型,在本發(fā)明中可以是對(duì)多肽序列進(jìn)行氨基酸替換或添加后的產(chǎn)物,也可以是在多肽分子主鏈或側(cè)鏈末端的氨基、羧基、巰基、酚羥基、咪唑基、胍基、吲哚基、甲硫基等作為修飾位點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)修飾后的產(chǎn)物。
本發(fā)明所述的化學(xué)修飾是在多肽水平上,使用合適的修飾方法和修飾劑對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾,使修飾后的多肽類藥物的溶解度提高,穩(wěn)定性增加,半衰期延長(zhǎng),具體可由本領(lǐng)域技術(shù)人員以常規(guī)方式確定。所述的化學(xué)修飾能夠改變肽鏈的主鏈結(jié)構(gòu)或側(cè)鏈基團(tuán),包括乙?;Ⅴ0坊?、糖基化、聚乙二醇(PEG)修飾、脂肪酸修飾及本領(lǐng)域已知的其它多肽修飾技術(shù)。
本發(fā)明所述的乙?;王0坊嵌嚯某S玫闹麈溎┒诵揎椃椒ǎǔJ窃诙嚯闹麈淣端乙?;?,多肽主鏈C端酰胺化。
本發(fā)明所述的糖基化修飾是指將糖結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)多肽分子中某些特殊功能團(tuán)以共價(jià)鍵相連接,包括N-糖基化、O-糖基化、S-糖基化、C-糖基化以及糖基磷脂酰肌醇修飾等。所述的N-糖基化是通過天冬酰胺使側(cè)鏈的酰胺氮進(jìn)行連接,O-糖基化是與絲氨酸或蘇氨酸殘基上的氧相連。所述的糖結(jié)構(gòu)包括各種單糖、寡糖和多糖。
本發(fā)明所述的PEG修飾是指以多肽主鏈氨基、側(cè)鏈氨基、主鏈羧基、側(cè)鏈羧基、咪唑基、巰基及羥基等官能團(tuán)為修飾位點(diǎn)選擇相應(yīng)類型的PEG進(jìn)行修飾。所述的PEG是由環(huán)氧乙烷聚合的大分子聚合物,不限結(jié)構(gòu),也不限分子量。所述PEG修飾類型包括直鏈PEG,支鏈PEG,同雙官能團(tuán)PEG衍生物,異官能團(tuán)雙取代PEG衍生物和多臂官能團(tuán)PEG衍生物等。
本發(fā)明所述的脂肪酸修飾是指將脂肪酸結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)多肽分子中的某些特殊官能團(tuán)以共價(jià)連接,包括氨基、羧基、巰基和羥基等的修飾。脂肪酸修飾可分為不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸修飾,飽和脂肪酸主要以肉豆蔻酸、棕櫚酸進(jìn)行修飾;不飽和脂肪酸修飾主要是以油酸、亞油酸等進(jìn)行修飾。
本發(fā)明所述的多肽修飾可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法。本發(fā)明所述的修飾目的是為了改變多肽序列的理化性質(zhì),提高多肽的成藥性,但修飾后的多肽仍能夠抑制TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。
本發(fā)明所述的抑制TGF-β信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)是指在TGF-β信號(hào)通路激活的情況下,使用本發(fā)明所述的一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物抑制TGF-β的活化,受體的磷酸化,TGF-β信號(hào)通路中蛋白不限形式的激活,以及下游調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),可由本領(lǐng)域技術(shù)人員以常規(guī)方式確定。
本發(fā)明所述的一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物可作為活性成分制備預(yù)防或治療纖維化藥物。其中,所述的預(yù)防或治療纖維化藥物中包含預(yù)防或治療的安全和有效量的一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物的一種或多種。預(yù)防或治療的安全和有效量是指在合理的醫(yī)學(xué)判斷范圍內(nèi),給予所需對(duì)象足以有效且可避免嚴(yán)重副作用的活性成分含量。雖然其安全和有效量隨如下因素變化:所選擇的多肽(例如,考慮多肽的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性和半衰期);選擇的給藥途徑;待治療的病癥及嚴(yán)重程度;待治療對(duì)象的年齡、體型、體重和身體狀況;待治療對(duì)象的病史;治療持續(xù)時(shí)間;期望的治療效果及類似因素,但可由本領(lǐng)域技術(shù)人員以常規(guī)方式確定。
本發(fā)明所述“預(yù)防”是指在可能的促纖維因素的存在下,使用后防止或降低纖維化的產(chǎn)生。本發(fā)明所述“治療”是指降低纖維化的程度,或者治愈纖維化使之正常化,或者減緩纖維化的進(jìn)程。
本發(fā)明所提供的纖維化疾病是由于TGF-β細(xì)胞因子及其信號(hào)通路過度激活所導(dǎo)致的,本領(lǐng)域?qū)I(yè)研究結(jié)果公認(rèn)的纖維化疾病包括但不限于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,肺纖維化,肝纖維化,肝硬化,腎纖維化,骨髓纖維化,囊性纖維化,心肌纖維化,硬皮病,結(jié)節(jié)病,瘢痕疙瘩,燒傷致增生性瘢痕,增生性視網(wǎng)膜病變,青光眼,白內(nèi)障,晶狀體后囊混濁,血管成形術(shù)、血管手術(shù)或血管損傷后血管再狹窄,馬凡綜合癥等。
本發(fā)明所述的肺纖維化是以成纖維細(xì)胞增殖及大量胞外基質(zhì)聚集并伴炎癥損傷、組織結(jié)構(gòu)破壞為特征的一大類肺疾病的終末期改變。肺組織中肺泡巨噬細(xì)胞,中性粒細(xì)胞,肺泡上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞均廣泛表達(dá)TGF-β前體,在上皮細(xì)胞受損后TGF-β激活從促進(jìn)肺泡巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞增殖并轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞,同時(shí)誘導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,最終使胞外基質(zhì)異常增多而沉積,肺纖維化是正常的肺泡組織被損壞后經(jīng)異常修復(fù)導(dǎo)致的疤痕形成。本發(fā)明所述的肺纖維化可以為特發(fā)性肺纖維化,即原因不明的肺纖維化;也可以為繼發(fā)性的肺纖維化,既多種病因引起的肺纖維化,所述病因可以是職業(yè)性粉塵(SiO2等)、放射性損傷、自發(fā)免疫疾病、藥物副作用(博來霉素等)、慢性肺感染(肺結(jié)核)、急性肺損傷等。本發(fā)明所述的肺纖維化包括過敏性肺炎,放射性誘導(dǎo)的肺纖維化,博來霉素誘導(dǎo)的肺纖維化,特發(fā)性肺纖維化,矽肺,石棉肺和肺結(jié)核。所述肺纖維化可以表現(xiàn)為肺部炎癥尤其是間質(zhì)性肺炎、肺功能退化和肺實(shí)變(如肺間質(zhì)形成大量纖維結(jié)締組織和肺結(jié)構(gòu)紊亂)中的一種或多種。
本發(fā)明所述的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是一種慢性的,以滑膜炎為主的炎癥性疾病,常伴有關(guān)節(jié)外器官受累,可導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形及功能喪失。滑膜組織中有大量過度表達(dá)和激活的細(xì)胞因子,其中TGF-β在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)生前異常激活,招募間充質(zhì)干細(xì)胞至軟骨下骨骨髓,導(dǎo)致破骨細(xì)胞骨吸收和未偶聯(lián)骨的骨吸收和骨形成,使上覆關(guān)節(jié)軟骨退化,關(guān)節(jié)損傷和破壞。
本發(fā)明所述的骨髓纖維化是一種由于骨髓造血組織中膠原增生,纖維組織嚴(yán)重影響造血功能所引起的骨髓增生性疾病。TGF-β在骨髓中血小板、巨核細(xì)胞和骨髓細(xì)胞中廣泛表達(dá),促進(jìn)膠原和纖連蛋白的合成,抑制分解膠原的基質(zhì)金屬蛋白酶,并促進(jìn)金屬蛋白酶抑制子的合成,最終導(dǎo)致膠原沉積。TGF-β還可能造成血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和骨髓微血管生長(zhǎng)。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)性硬化癥是臨床上以局限性或彌漫性皮膚增厚和纖維化為特征,并累及心、肺、腎、消化道等內(nèi)臟器官的結(jié)締組織病。TGF-β能夠促進(jìn)皮膚成纖維細(xì)胞胞外基質(zhì)的過度沉積,同時(shí)促進(jìn)成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。
本發(fā)明所述的燒傷致增生性瘢痕是燒傷患者創(chuàng)面愈合后嚴(yán)重后遺癥,是一種不具備正常皮膚組織結(jié)構(gòu)及生理功能的,失去正常組織活力的、異常的、不健全的組織,涉及機(jī)制復(fù)雜,研究發(fā)現(xiàn)在燒傷后的瘢痕中的角質(zhì)細(xì)胞中TGF-β的表達(dá)量較高,另外TGF-β及其下游調(diào)控因子結(jié)締組織生長(zhǎng)因子,核心蛋白聚糖和結(jié)合蛋白P311在傷口愈合和瘢痕形成過程中起重要作用。
本發(fā)明所述的囊性纖維化是一種遺傳性外分泌腺疾病,主要影響胃腸道和呼吸系統(tǒng)。囊性纖維化患者與正常群體相比TGF-β1顯著增加,肌成纖維細(xì)胞活化明顯,其機(jī)制涉及機(jī)械刺激導(dǎo)致激活的TGF-β,促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化,成纖維細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,最終導(dǎo)致的胞外基質(zhì)分泌增加,膠原沉積和組織攣縮。
本發(fā)明所述的結(jié)節(jié)病是一種非干酪樣壞死性上皮細(xì)胞肉芽腫炎癥性疾病,以侵犯肺實(shí)質(zhì)為主,并累及全身多臟器,如淋巴結(jié)、皮膚、關(guān)節(jié)、肝、腎及心臟等組織。其病因不完全清楚,但主要涉及在肉芽腫瘤內(nèi)或周邊炎性細(xì)胞釋放大量細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子如 TGF-β。
本發(fā)明所述的心肌纖維化是由中至重度的冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性狹窄引起心肌纖維持續(xù)性和(或)反復(fù)加重的心肌缺血缺氧所產(chǎn)生的結(jié)果,導(dǎo)致逐漸發(fā)展為心力衰竭的慢性缺血性心臟病。TGF-β能夠促進(jìn)心肌成纖維細(xì)胞和纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)變,增加胞外基質(zhì)合成,還能促進(jìn)結(jié)締組織生長(zhǎng)因子的表達(dá)促進(jìn)纖維化發(fā)生。
本發(fā)明所述的肝纖維化是一個(gè)病理過程,是指由各種致病因子所致肝內(nèi)結(jié)締組織異常增生,纖維化的過程長(zhǎng)期持續(xù)會(huì)發(fā)展為肝硬化。肝硬化是慢性進(jìn)行性肝病,由一種或多種病因長(zhǎng)期或反復(fù)作用形成的彌漫性肝損害。TGF-β信號(hào)通路參與肝炎、肝纖維化、肝硬化和肝癌整個(gè)病理過程。正常情況在肝細(xì)胞中,TGF-β能夠抑制細(xì)胞生長(zhǎng)和促進(jìn)凋亡的作用,慢性肝損傷后中TGF-β過度激活導(dǎo)致肝星狀細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,胞外基質(zhì)過度沉積,大量肝細(xì)胞死亡產(chǎn)生炎癥和氧化應(yīng)激而產(chǎn)生纖維化直至肝硬化。
本發(fā)明所述的腎纖維化是慢性腎病中關(guān)鍵且不可逆的過程,導(dǎo)致腎臟不可逆的損傷,TGF-β能夠刺激腎小管上皮細(xì)胞膠原合成,并通過上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化誘導(dǎo)腎小管上皮細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化,從而導(dǎo)致腎纖維化。本發(fā)明所述的腎纖維化可以由藥物中毒、高血壓、糖尿病、持續(xù)感冒、感染等致病因素引發(fā)。
本發(fā)明所述的青光眼是由于眼內(nèi)壓增高而引起視盤凹陷、視野缺損,最終能夠?qū)е率鞯膰?yán)重眼病。眼壓增高是由于胞外基質(zhì)沉積所導(dǎo)致的由小梁網(wǎng)途徑的房水外流排出系統(tǒng)發(fā)生病變、房水流出阻力增加。來源于房水的TGF-β可局部誘導(dǎo)小梁網(wǎng)細(xì)胞表達(dá)粘連蛋白等多種胞外基質(zhì),打破胞外基質(zhì)的合成和分解平衡導(dǎo)致胞外基質(zhì)沉積。
本發(fā)明所述的白內(nèi)障是各種原因如老化,遺傳,局部營(yíng)養(yǎng)障礙,免疫與代謝異常,外傷,中毒,輻射等,引起的晶狀體代謝紊亂,導(dǎo)致晶狀體蛋白質(zhì)變性而發(fā)生混濁。晶狀體后囊混濁是白內(nèi)障行囊外摘除術(shù)后最常見的并發(fā)癥。白內(nèi)障術(shù)后晶狀體后囊混濁是術(shù)中殘留的晶狀體上皮細(xì)胞的異常生長(zhǎng)和變性纖維化所致。TGF-β誘導(dǎo)的晶狀體上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化是晶狀體后囊混濁和纖維的白內(nèi)障的主要原因。
本發(fā)明所述的增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變:是孔源性視網(wǎng)膜脫離術(shù)后視網(wǎng)膜表面和玻璃體后面廣泛纖維增殖膜收縮、牽拉而引起的再次視網(wǎng)膜脫離。纖維增殖膜由視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞,成纖維細(xì)胞,膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞構(gòu)成。TGF-β在玻璃體、視網(wǎng)膜下積液和增殖膜中過度表達(dá),誘導(dǎo)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞遷移、增殖,并轉(zhuǎn)換為肌成纖維細(xì)胞,及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的增生和收縮。
本發(fā)明所述的瘢痕疙瘩是皮膚損傷愈合過程中,膠原合成代謝機(jī)能失去正常的約束控制,持續(xù)處于亢進(jìn)狀態(tài),以致膠原纖維過度增生的結(jié)果,又稱為結(jié)締組織增生癥。TGF-β刺激成纖維細(xì)胞增殖,增加基質(zhì)蛋白酶抑制劑的合成和活性,激活結(jié)締組織生長(zhǎng)因子促進(jìn)膠原沉積和結(jié)締增生。
本發(fā)明所述的血管再狹窄是指血管成形術(shù)、血管手術(shù)或血管損傷后血管愈合反應(yīng)所造成的平滑肌增生、膠原和瘢痕組織增生,導(dǎo)致局部血管腔的再次狹窄。TGF-β能夠調(diào)控下游Smad和ERK/MAPK信號(hào)通路促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增殖和新生內(nèi)膜形成,促進(jìn)胞外基質(zhì)蛋白分泌而加強(qiáng)內(nèi)膜增生。
本發(fā)明所述的馬凡綜合征是一種遺傳性結(jié)締組織疾病,患病特征為四肢、手指、腳趾細(xì)長(zhǎng)不勻稱,身高明顯超出常人,伴有心血管系統(tǒng)異常,同時(shí)可影響包括肺、眼、硬脊膜、硬顎等其他器官。馬方綜合征由15號(hào)染色體上編碼糖蛋白微纖蛋白的微纖蛋白-1(FBN1)基因突變引起,阻礙了微纖絲的形成,由于微纖蛋白與潛在TGF-β結(jié)合蛋白的相互作用可用于穩(wěn)定非活性的TGF-β潛在復(fù)合物,當(dāng)微纖蛋白異常時(shí)就導(dǎo)致TGF-β過度激活。受累的胞外基質(zhì)組成和異常的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)共同決定馬凡綜合征的表型。
本發(fā)明所述的治療對(duì)象是指患有上述疾病和病癥或可能患有上述疾病和病癥的人或動(dòng)物。
本發(fā)明所述的預(yù)防和治療纖維化疾病的應(yīng)用是指所述一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物可作為單一活性成分,或者互相聯(lián)用,或者與其他具有預(yù)防或治療纖維化活性的中藥、化合物或生物制劑聯(lián)合作為活性成分。
本發(fā)明所述的一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物,可以直接作為原料藥使用,也可以通過藥學(xué)上可接受的載體來制備預(yù)防或治療纖維化疾病的藥物。其中,所述藥學(xué)上可接受的載體可根據(jù)藥物劑型進(jìn)行常規(guī)選擇,例如稀釋劑、填充劑、賦形劑、粘合劑、潤(rùn)濕劑、崩解劑、泡騰劑、表面活性劑、吸收促進(jìn)劑、潤(rùn)滑劑、吸附載體、緩釋微球、埋植劑、原位微球、脂質(zhì)體、微乳、原位水凝膠、納米粒、蛋白酶抑制劑、生物黏附劑、融合蛋白、抗體、多肽等。
本發(fā)明所述的一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物的劑型沒有特別限制,為本領(lǐng)域常規(guī)劑型,較佳地是固體、半固體或液體,也可以是水溶液、非水溶液或混懸液,可以為片劑、注射劑、膠囊劑、顆粒劑、眼用制劑、吸入制劑、軟膏劑、乳膏劑、噴霧劑、氣霧劑、凝膠劑、散劑、涂劑、植入劑、洗劑等。
本發(fā)明所述的一類多肽片段,一類多肽片段的衍生物,一類多肽衍生物,及上述片段及其衍生物經(jīng)化學(xué)修飾改造后的多肽衍生物可以通過任何合適的給藥途徑給藥,較佳地為注射給藥,也可以通過口服給藥、肺部給藥、鼻腔給藥、經(jīng)皮給藥和眼部給藥等。其中,所述的注射給藥的方式較佳地包括:靜脈注射或靜脈滴注、腹腔注射、皮下注射及肌肉注射等。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)例中,所選多肽為SEQ ID NO:1的片段,為序列表中SEQ ID NO:2(簡(jiǎn)稱N2),所選的多肽衍生物SEQ ID NO:3(簡(jiǎn)稱N3)是N2化學(xué)修飾后的產(chǎn)物,是將PEG2通過酰胺鍵連接至多肽N-末端。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)例中,所選多肽的劑型為水溶液,溶劑為無菌的0.01 M PBS緩沖液。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)例中,所選的治療對(duì)象為博來霉素(Bleomycin,BLM)所誘導(dǎo)的肺纖維化大鼠,所選大鼠來源為無特定病原體級(jí)(Specific Pathogen Free,SPF)的Sprague–Dawley(SD)大鼠,大鼠體重為200~250g。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)例中,所選多肽N2和N3的給藥途徑為微創(chuàng)氣管內(nèi)灌注方式,且多肽N2和N3的較佳給藥劑量均為2.5 mg/kg。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)例中,與氣管內(nèi)僅灌注博來霉素相比,大鼠氣管內(nèi)共同灌注博來霉素和多肽N2或者N3后,使炎性細(xì)胞浸潤(rùn)減少,細(xì)胞外基質(zhì)蛋白合成降低,膠原沉積減少,從而抑制由博來霉素誘導(dǎo)的大鼠肺部炎癥和纖維化。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供了多肽片段、多肽片段的衍生物和多肽衍生物在制備預(yù)防和治療纖維化藥物中的用途。
附圖說明
圖1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺系數(shù)。
圖2實(shí)驗(yàn)動(dòng)物病理切片圖。
圖3實(shí)驗(yàn)動(dòng)物病理切片評(píng)分結(jié)果。
圖4實(shí)驗(yàn)動(dòng)物支氣管肺泡灌洗液中炎性細(xì)胞分類計(jì)數(shù)。
圖5實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺組織勻漿胞外基質(zhì)蛋白表達(dá)圖。
圖6實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺組織勻漿胞外基質(zhì)蛋白半定量分析圖。
圖7實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺組織羥脯氨酸含量。
圖8實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺組織勻漿Smad蛋白表達(dá)圖。
圖9實(shí)驗(yàn)動(dòng)物肺組織勻漿Smad蛋白半定量分析圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明,但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法,按照本領(lǐng)域常規(guī)方法和條件或商品說明書進(jìn)行。
實(shí)施例1 多肽和大鼠肺纖維化模型
1. 主要實(shí)驗(yàn)材料和動(dòng)物
博來霉素由日本化藥株式會(huì)社生產(chǎn)(批號(hào)650472);舒泰50麻醉劑由法國(guó)維克有限公司生產(chǎn)。
多肽N2和N3由成都凱捷生物醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司合成。N2序列為:Tyr-Arg-Val-Arg-Phe-Leu-Ala-Lys-Glu-Asn-Val-Thr-Gln-Asp-Ala-Glu-Asp(序列如序列表中SEQ ID NO:2所示)。N3序列為:PEG2-Tyr-Arg-Val-Arg-Phe-Leu-Ala-Lys-Glu-Asn-Val-Thr-Gln-Asp-Ala-Glu-Asp(PEG2通過酰胺鍵連接至多肽N-末端,序列如序列表中SEQ ID NO:3所示)
SPF級(jí)SD大鼠購(gòu)自重慶市大坪醫(yī)院,雄性,體重200-250g。
2. 大鼠肺纖維化模型
給藥前稱重,肌肉注射舒泰麻醉液,劑量為65 mg/kg,待大鼠進(jìn)入Ⅲ期麻醉后將實(shí)驗(yàn)大鼠以斜側(cè)臥位保定,用12號(hào)灌胃針從口腔經(jīng)聲門插入大鼠氣管并灌注藥物。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物氣管內(nèi)給藥后第1日至第7日正常飼喂,每天定時(shí)稱重,不限制飼料、飲水。
空白對(duì)照組大鼠麻醉后不做任何處理;模型組(博來霉素)大鼠氣管內(nèi)灌注博來霉素(3 mg/kg);PBS對(duì)照組大鼠氣管內(nèi)灌注等體積的無菌PBS緩沖液(0.01 M,pH=9.5);藥物對(duì)照組大鼠氣管內(nèi)灌注2.5 mg/kg的多肽N2(溶劑為0.01 M,pH=9.5的PBS緩沖液);N2治療組大鼠氣管內(nèi)同時(shí)灌注2.5 mg/kg的多肽N2和3 mg/kg博來霉素,N3治療組大鼠氣管內(nèi)同時(shí)灌注2.5 mg/kg的多肽N3和3 mg/kg博來霉素。
實(shí)施例2 檢測(cè)大鼠的肺系數(shù)
取實(shí)施例1中的大鼠,稱取體重后過量麻醉處死大鼠,取下大鼠兩側(cè)肺組織,仔細(xì)去除肺組織周圍結(jié)締組織,經(jīng)生理鹽水洗滌后用濾紙吸干,電子天平稱取全肺濕重。電子天平稱取全肺濕重后,根據(jù)公式計(jì)算肺系數(shù),肺系數(shù)=肺質(zhì)量(mg)/體重(g)(結(jié)果見圖1)。結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組、PBS對(duì)照組及藥物對(duì)照組大鼠相比,博來霉素組大鼠左肺、右肺及全肺的肺系數(shù)均顯著增高(*:P<0.01),提示大鼠肺組織發(fā)生病變;與博來霉素組大鼠相比,N2和N3治療組大鼠左肺、右肺及全肺的肺系數(shù)均顯著降低(#:P<0.05),提示N2和N3治療組大鼠肺組織病變減輕。
實(shí)施例3大鼠肺組織病理切片HE染色
取實(shí)施例1大鼠的肺組織用4%多聚甲醛固定后石蠟包埋,在包埋肺組織的蠟塊最大橫截面切片,蘇木素-伊紅(HE)染色觀察肺組織病理學(xué)變化,在光學(xué)顯微鏡下(低倍鏡)觀察肺組織病理學(xué)改變,放大倍數(shù)100倍(結(jié)果見圖2)。結(jié)果顯示:PBS 對(duì)照組及藥物對(duì)照組的大鼠肺泡形態(tài)正常,肺泡壁纖細(xì),間質(zhì)中有極少量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn);模型組大鼠肺組織有較多的小片實(shí)變區(qū),實(shí)變區(qū)肺泡壁增厚,間隔斷裂,融合形成肺大泡,有較多肺泡結(jié)構(gòu)消失,間質(zhì)有較多的炎性細(xì)胞浸潤(rùn);與模型組對(duì)比,N2和N3治療組大鼠的肺組織肺泡結(jié)構(gòu)較為完整,有少量的小片實(shí)變區(qū),間質(zhì)有少量的炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。
參照Szapie等提供的方法評(píng)價(jià)肺泡炎程度,根據(jù)病變范圍的不同可分為0~3 級(jí),對(duì)應(yīng)0~3分,肺泡炎程度判斷使用的評(píng)價(jià)指標(biāo)如下:0級(jí):未發(fā)生肺泡炎;1級(jí)輕度肺泡炎,表現(xiàn)為肺泡間隔稍增寬,單核細(xì)胞的浸潤(rùn),以及靠近胸膜部或僅限于局部,病變范圍小于20%,而無肺泡結(jié)構(gòu)破壞;2 級(jí)中度肺泡炎,病變范圍為20%~50%,而近胸膜部相對(duì)嚴(yán)重;3級(jí)重度肺泡炎,呈彌漫性分布,其病變范圍超過50%,偶可見實(shí)變。炎癥病理評(píng)分(結(jié)果見圖3)結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組、PBS 對(duì)照組及藥物對(duì)照組大鼠相比,博來霉素組大鼠出現(xiàn)顯著的炎癥病理改變(*:P<0.01),與BLM 組大鼠相比,N2和N3治療組大鼠肺組織炎癥病變程度均顯著減輕(#:P<0.01),結(jié)果表明多肽N2和N3能夠抑制由博來霉素所致的大鼠肺部炎癥。
實(shí)施例4 瑞氏-姬姆薩染色法檢測(cè)大鼠支氣管肺泡灌注液中炎性細(xì)胞數(shù)量的變化
取實(shí)施例1大鼠,頸部解剖,暴露氣管進(jìn)行插管,經(jīng)插管灌注預(yù)冷的生理鹽水,反復(fù)灌洗,收集支氣管肺泡灌洗液,離心重懸,另取5μl細(xì)胞重懸液涂于載玻片上,待細(xì)胞懸液自然晾干后,加適量甲醇作用30 s后進(jìn)行瑞氏-姬姆薩染色,顯微鏡下觀察進(jìn)行細(xì)胞分類計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)方法為:根據(jù)100個(gè)完整細(xì)胞中巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的各自占有比例,用炎性細(xì)胞總數(shù)算出巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的數(shù)量(結(jié)果見圖4)。與空白對(duì)照組、PBS對(duì)照組和藥物對(duì)照組大鼠相比,博來霉素組大鼠巨噬細(xì)胞、異型核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞數(shù)量均顯著升高(*:P<0.01);與博來霉素組大鼠相比,N2和N3治療組大鼠巨噬細(xì)胞、異型核細(xì)胞及淋巴細(xì)胞數(shù)量均顯著減少(#:P<0.05),說明多肽N2和N3能夠博來霉素所致的大鼠肺部炎癥。
實(shí)施例5 免疫印跡檢測(cè)大鼠肺組織勻漿中胞外基質(zhì)蛋白含量
取實(shí)施例1大鼠的肺組織,使用RIPA裂解液(100mg肺組織對(duì)應(yīng)1mL裂解液)進(jìn)行組織勻漿,離心取上清后,采用BCA方法測(cè)定蛋白濃度,取等量的蛋白樣品,使用anti-GAPDH,anti-Fibronectin,anti-CollagenⅠ和anti-Collagen Ⅲ抗體進(jìn)行蛋白免疫印跡(Western blot)實(shí)驗(yàn)(結(jié)果見圖5)。
使用GAPDH 作為內(nèi)參照,與空白對(duì)照組,PBS 對(duì)照組和藥物對(duì)照組相比,BLM 組大鼠的肺組織中Fibronectin、CollagenⅠ和Collagen Ⅲ的表達(dá)條帶亮度明顯增加,表明博來霉素引發(fā)大鼠肺部組織中胞外基質(zhì)沉積;而與博來霉素組相比,治療組大鼠的肺組織中Fibronectin、CollagenⅠ和Collagen Ⅲ的表達(dá)條帶亮度幾乎恢復(fù)至對(duì)照組水平,表明多肽N2和N3能夠明顯降低博來霉素所致的肺纖維化。
使用Image pro plus 6.0圖像分析軟件對(duì)各個(gè)條帶的灰度值進(jìn)行檢測(cè)并分析(結(jié)果見圖6),結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組、PBS對(duì)照組和藥物對(duì)照組大鼠相比,博來霉素組大鼠肺組織中Fibronectin、CollagenⅠ、CollagenⅢ蛋白水平均顯著增高(*:P<0.01);與博來霉素組大鼠相比,N2和N3治療組大鼠Fibronectin、CollagenⅠ和CollagenⅢ蛋白水平均顯著降低(#:P<0.05)?;叶戎禉z測(cè)支持了上述描述。
實(shí)施例8 ELISA法檢測(cè)大鼠肺組織勻漿中羥脯氨酸含量
取實(shí)施例1大鼠,采用博士德羥脯氨酸堿水解法檢測(cè)試劑盒(貨號(hào):A030)檢測(cè)肺組織勻漿中羥脯氨酸的含量(結(jié)果見圖7)。結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組、PBS對(duì)照組以及藥物對(duì)照組相比,博來霉素組肺組織中的羥脯氨酸的含量顯著升高(*:P<0.01),表明BLM 引發(fā)大鼠肺部膠原纖維沉積;與博來霉素組相比,N2和N3治療組的肺組織中羥脯氨酸的含量顯著降低(#: P<0.05),表明多肽N2和N3對(duì)BLM 誘導(dǎo)的肺纖維化具有顯著抑制作用。
實(shí)施例9免疫印跡檢測(cè)大鼠肺組織勻漿Smad蛋白含量
取實(shí)施例1大鼠的肺組織,使用RIPA裂解液(100mg肺組織對(duì)應(yīng)1mL裂解液)進(jìn)行組織勻漿,離心取上清后,采用BCA方法測(cè)定蛋白濃度,取等量的蛋白樣品,使用anti-GAPDH,anti-p-Smad2和anti- p-Smad3抗體進(jìn)行蛋白免疫印跡(Western blot)實(shí)驗(yàn)(結(jié)果見圖8)。
使用GAPDH 作為內(nèi)參照,與空白對(duì)照組,PBS 對(duì)照組和藥物對(duì)照組相比,BLM 組大鼠的肺組織中p-Smad2 (磷酸化的Smad2)和p-Smad3(磷酸化的Smad3)的表達(dá)條帶亮度明顯增加,表明博來霉素引發(fā)大鼠肺部組織中TGF-β/Smad 信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo);而與博來霉素組相比,N2和N3治療組大鼠的肺組織中p-Smad2和p-Smad3的表達(dá)條帶亮度幾乎恢復(fù)至對(duì)照組水平,表明多肽N2和N3能夠明顯抑制博來霉素所致的肺部組織中TGF-β/Smad 信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)。
使用Image pro plus 6.0圖像分析軟件對(duì)各個(gè)條帶的灰度值進(jìn)行檢測(cè)并分析(結(jié)果見圖9),結(jié)果顯示:與空白對(duì)照組、PBS對(duì)照組和藥物對(duì)照組大鼠相比,博來霉素組大鼠肺組織中p-Smad2和p-Smad3蛋白水平均顯著增高(*:P<0.01);與博來霉素組大鼠相比,N2和N3治療組大鼠p-Smad2和p-Smad3蛋白水平均顯著降低(#:P<0.05)?;叶戎禉z測(cè)支持了上述描述。
以上所述僅為本發(fā)明專利的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明專利的專利范圍,凡是利用本發(fā)明專利說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明專利的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
SEQUENCE LISTING
<110> 成都惠泰生物醫(yī)藥有限公司
<120> 多肽及多肽衍生物在預(yù)防和治療纖維化疾病中的應(yīng)用
<130> 2017
<160> 3
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 18
<212> PRT
<213> 人(Homo Sapiens)
<400> 1
Tyr Arg Val Arg Phe Leu Ala Lys Glu Asn Val Thr Gln Asp Ala Glu
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Asp Asn
<210> 2
<211> 17
<212> PRT
<213> 人(Homo Sapiens)
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<213> 人工序列
<220>
<223> PEG2通過酰胺鍵連接至N-末端
<400> 3
PEG2 Tyr Arg Val Arg Phe Leu Ala Lys Glu Asn Val Thr Gln Asp Ala Glu
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Asp