專利名稱：抑制受磷蛋白活性以治療心臟病和心力衰竭的方法
本申請(qǐng)申明享有于1998年11月2日登記的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)No.60/106,718和于1999年7月27日登記的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)No.60/145,883的優(yōu)先權(quán)，本文將它們?nèi)考{入作為參考。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明主要涉及治療心力衰竭的方法，具體的說(shuō)涉及抑制受磷蛋白(PLB)活性來(lái)治療心肌功能紊亂。
背景信息在美國(guó)和其他發(fā)達(dá)國(guó)家中心力衰竭是導(dǎo)致發(fā)病率和死亡率的主要原因。充血性心力衰竭的特點(diǎn)是心臟收縮減少和舒張遲緩，然而充血性心力衰竭病理生理學(xué)途徑的基本分子機(jī)制很大程度上還是未知的。當(dāng)今治療心臟病的方法主要是姑息性的，并沒(méi)有針對(duì)被認(rèn)為導(dǎo)致心肌紊亂發(fā)作和發(fā)展的基本生物途徑。
心肌衰竭是一種復(fù)雜的、綜合的、多因素疾病，其中賦予易感性的遺傳學(xué)途徑與伴隨心臟損傷、壓力和血量超負(fù)荷的生物力學(xué)應(yīng)力的環(huán)境刺激以及細(xì)胞骨架成分的遺傳性缺陷相交織。在對(duì)生物力學(xué)應(yīng)力的反應(yīng)中，一系列平行和匯聚的信號(hào)傳遞途徑被激活，導(dǎo)致代償性肥大的適應(yīng)性反應(yīng)。隨后，就可能發(fā)生心室擴(kuò)張和泵功能衰竭(與活的心肌細(xì)胞損失相關(guān))的轉(zhuǎn)變、收縮成分的減少、肌絲紊亂和間質(zhì)纖維化。
最近，觸發(fā)編程性細(xì)胞死亡發(fā)作的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活已意味著將促進(jìn)心力衰竭病理轉(zhuǎn)變以及gp130依賴性心肌細(xì)胞存活途徑(可阻斷細(xì)胞凋亡途徑的活化并防止心力衰竭和心肌痛的早期發(fā)作)。除了這些心肌細(xì)胞適應(yīng)的外來(lái)與應(yīng)力相關(guān)的途徑外，還必定存在內(nèi)在的信號(hào)傳遞途徑，它導(dǎo)致心臟興奮收縮(EC)偶聯(lián)的損傷和相關(guān)的心臟收縮性能的嚴(yán)重缺陷(這是心力衰竭表型發(fā)展的臨床標(biāo)志)。
肌質(zhì)網(wǎng)(SR)在協(xié)調(diào)胞質(zhì)(cytostolic)Ca2+通過(guò)心臟組織的移動(dòng)中起著整合作用。在由Mercadier等人(J.Clin.Invest.，1990；85305-309)、Arai等人(Circ.Res.，1993；72463-469)、de la Bastie等人(Circ.Res.，1990；66554-564)和Feldman等人(Circ.Res.，1993；73184-192)獨(dú)立的研究中，對(duì)人衰竭的心臟和心力衰竭的動(dòng)物模型研究表明SR減少攝取胞質(zhì)Ca2+導(dǎo)致心臟舒張延長(zhǎng)。SR中儲(chǔ)存的Ca2+釋放入胞質(zhì)液激活心肌收縮，隨著Ca2+的再累積致使舒張。心臟SR的Ca2+ATP酶(SERCA2a)的活性是Ca2+再攝入SR的速率決定因素，且SERCA2a活性本身受到受磷蛋白(一種52-氨基酸的心肌特異性SR磷蛋白)的調(diào)節(jié)。
在Tada等人(J.Biol.I Chem.，1974；2496174-6180)的研究中首先鑒定出受磷蛋白(PLB)是SR膜中磷酸化的主要目標(biāo)，且看來(lái)在其未磷酸化的形式時(shí)為SERCA2a活性的強(qiáng)抑制劑。細(xì)胞內(nèi)鈣的增加或PLB的磷酸化(在對(duì)β-腎上腺素能刺激的反應(yīng)中)將降低PLB對(duì)SERCA2a的抑制作用。PLB主要以五聚體形式存在，當(dāng)處于高溫時(shí)，會(huì)分離成五個(gè)相等的單體。
可將單體PLB的氨基酸分成三個(gè)物理和功能域。在α-螺旋中富含Ia和II結(jié)構(gòu)域，與結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的Ib結(jié)構(gòu)域相連。Ia結(jié)構(gòu)域由氨基酸1-20構(gòu)成的，這些氨基酸的大多數(shù)呈α-螺旋構(gòu)型，帶有凈正電荷。Ib結(jié)構(gòu)域由21-30氨基酸殘基構(gòu)成，并構(gòu)成該單體的胞漿部分。結(jié)構(gòu)域II由氨基酸31-52構(gòu)成，代表跨膜部分，只由不帶電荷的、負(fù)責(zé)穩(wěn)定五聚體形成的殘基構(gòu)成。
PLB是兒茶酚胺通過(guò)cAMP級(jí)聯(lián)系統(tǒng)(cascade)調(diào)節(jié)心肌功能中的一種介質(zhì)。在Ia結(jié)構(gòu)域中的Ser(16)和Thr(17)分別是cAMP-依賴性蛋白激酶(PKA)和Ca/鈣調(diào)蛋白-依賴性蛋白激酶的確認(rèn)的結(jié)合位點(diǎn)，其功能是催化PLB磷酯的磷酸化，進(jìn)而解除PLB對(duì)SERCA2a活性的抑制作用。由于Ser(16)和Thr(17)可以被激酶磷酸化，此二氨基酸的凈電荷可從陽(yáng)性轉(zhuǎn)變成中性，甚至陰性。與帶電荷的SERCA2a殘基一起，PLB的Ia結(jié)構(gòu)域中電荷的這種轉(zhuǎn)變可導(dǎo)致PLB-SERCA2a系統(tǒng)中蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的深刻變化。II結(jié)構(gòu)域也含有一些對(duì)PLB功能表達(dá)起關(guān)鍵作用的氨基酸，因此在II結(jié)構(gòu)域螺旋一面的這些氨基酸與SERCA2a的跨膜區(qū)域相結(jié)合。
PLB調(diào)節(jié)Ca2+-ATP酶的活性有兩種途徑1)迅速起作用的短期機(jī)制，包括PLB磷酸化和鈣泵活性的抑制，和2)緩慢起作用的但長(zhǎng)期過(guò)程，包括通過(guò)控制基因表達(dá)引起PLB與Ca2+-ATP酶分子比例的變化。在生理?xiàng)l件下，PKA在Ser(16)上的磷酸化是導(dǎo)致Ca2+攝入SR的速度成比例增加和加速心室松弛的主要事件。PLB與SERCA2a相對(duì)比例的增加在試驗(yàn)性和人心力衰竭中是SR功能紊亂的重要決定因素。另外，PKA對(duì)PLB磷酸化的減弱可能導(dǎo)致心衰心臟舒張功能損傷和Ca2+瞬間轉(zhuǎn)移的延長(zhǎng)，由此β-腎上腺素能受體-cAMP系統(tǒng)活動(dòng)受到增強(qiáng)的交感神經(jīng)緊張性(sympathetic tone)的嚴(yán)重下調(diào)。
Toyofuku等人(J.Biol.chem.，1994；2693088-3094)對(duì)誘變的詳盡研究表明，PLB胞漿區(qū)域的幾個(gè)氨基酸對(duì)其抑制功能非常重要。該研究顯示當(dāng)某些氨基酸突變成帶不同電荷的氨基酸時(shí)，在HEK293細(xì)胞中PLB突變體喪失了它們對(duì)共轉(zhuǎn)染的SERCA2的抑制作用。然而，攜帶這些突變的PLB是否能對(duì)內(nèi)源性野生型PLB起支配性負(fù)作用并隨后刺激心肌細(xì)胞中的內(nèi)源性SERCA2a仍不清楚。另外，不清楚如何將這些PLB點(diǎn)突變轉(zhuǎn)移入心肌細(xì)胞缺口胞質(zhì)膜屏障以影響內(nèi)源性SERCA2a活性的機(jī)制。
Arber等人(Cell，88393-403；1997)的擴(kuò)張心肌病的基因工程小鼠模型提供了如下證據(jù)心室擴(kuò)張和心力衰竭的發(fā)展取決于心肌質(zhì)網(wǎng)中特異性Ca2+循環(huán)缺陷。在小鼠模型中，除去受磷蛋白(PLB)拯救了類似心力衰竭的結(jié)構(gòu)、功能和分子表型譜。另外，通過(guò)PLB點(diǎn)突變被動(dòng)的體內(nèi)過(guò)量表達(dá)解放的受磷蛋白-SERCA2a相互作用，主要激活心室肌細(xì)胞的收縮能力。所以，干擾PLB-SERCA2a相互作用可能為預(yù)防心力衰竭提供一種新型的治療方法。
因此可理解干擾PLB-SERCA2a相互作用可作為治療心力衰竭的潛在治療目標(biāo)，但活心肌細(xì)胞內(nèi)化外源分子以提高心肌收縮力仍舊是未解決的課題。必須有一種方法將治療劑直接輸送到心肌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中。滲透素(penetratin)是一類具有輸送特性的肽，具有攜帶親水性化合物透過(guò)質(zhì)膜的能力。Schwarze等人的研究(Science 2851569-1572；1999)證明了一種用滲透素為基礎(chǔ)(penetratin-based)的融合蛋白進(jìn)行蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)的方法，該融合蛋白具有變性HIV TAT蛋白質(zhì)的NH2-端11-氨基酸的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)區(qū)域(Genebank Accession No.AFO33819)。用這種非細(xì)胞類型的特異性轉(zhuǎn)移系統(tǒng)能將寡肽和寡核苷酸直接靶向細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。一種最具有優(yōu)良轉(zhuǎn)運(yùn)特征的肽是相應(yīng)于果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白(antennapedia)43到58殘基(一種果蠅轉(zhuǎn)錄因子)的肽。據(jù)信此轉(zhuǎn)運(yùn)肽與細(xì)胞膜外側(cè)帶電荷磷脂相互反應(yīng)。該雙層的不穩(wěn)定導(dǎo)致形成了含有此肽的反向微膠粒，其穿過(guò)細(xì)胞膜并最終到細(xì)胞質(zhì)一側(cè)展開(kāi)。雖然用轉(zhuǎn)運(yùn)肽將“貨物”分子移入細(xì)胞并非新發(fā)現(xiàn)的，但至今未證實(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)肽能否在心肌細(xì)胞中很好運(yùn)作。
所以依舊需要一種方法通過(guò)利用PLB的突變體或小分子抑制劑抑制PLB，以操縱心肌細(xì)胞中PLB/SERCA2a的相互作用，以及將這些PLB突變體或小分子抑制劑轉(zhuǎn)運(yùn)穿過(guò)肌質(zhì)網(wǎng)膜屏障進(jìn)入心肌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)的方法，來(lái)治療心臟病和心力衰竭。本發(fā)明滿足了這種需要并且還提供了相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種通過(guò)抑制受磷蛋白對(duì)心臟組織攝入Ca2+的作用，治療心力衰竭的方法。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供短肽復(fù)合物和重組蛋白，它們的作用是抑制心肌細(xì)胞中受磷蛋白和肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+ATP酶(SERCA2a)之間的相互作用，而提高受損心臟的收縮能力和降低高血壓個(gè)體的血壓。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是提供由共價(jià)連接于野生型、突變型或截短的PLB的轉(zhuǎn)運(yùn)肽組成的一類化合物。
在本發(fā)明的第一個(gè)示范性實(shí)施例中，將重組腺病毒工程改造成強(qiáng)制表達(dá)野生型或突變型PLB，其具有選擇性阻斷PLB和SERCA2a之間正常抑制性相互作用的能力，從而大大激活了心臟收縮能力。
在本發(fā)明的第二個(gè)示范性實(shí)施例中，收縮蛋白(contractilin)，即一種PLB的重組腺病毒突變體(K3E/R14E)，結(jié)合于受磷蛋白并模仿受磷蛋白的磷酸化。這導(dǎo)致肌質(zhì)網(wǎng)鈣泵的激活，從而增加了心臟的收縮能力。
在本發(fā)明的第三個(gè)示范性實(shí)施例中，以受體依賴性方式，將由融合的1)16-殘基的轉(zhuǎn)運(yùn)肽和2)截短的受磷蛋白或類似的肽構(gòu)成的化合物運(yùn)輸過(guò)細(xì)胞膜。一旦進(jìn)入心肌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)內(nèi)側(cè)，截短的受磷蛋白或類似的肽將作為內(nèi)源性受磷蛋白的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑與SERCA2a相互作用。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是心力衰竭發(fā)展中PLB-SERCA2a相互作用工作模式的說(shuō)明圖。
圖2顯示了對(duì)DKO小鼠(a-d)體內(nèi)心臟紊亂拯救的血液動(dòng)力學(xué)分析和β-腎上腺素能對(duì)進(jìn)行性輸入多巴酚丁胺(e-h)反應(yīng)的血液動(dòng)力學(xué)評(píng)估，其中圖2a顯示了LV壓力的最大一階導(dǎo)數(shù)(LV dP/dtmax)圖。圖2b顯示了LV壓力的最小一階導(dǎo)數(shù)(LV dP/dtmax)圖。圖2c顯示了LV末期舒張壓圖。圖2e顯示了LV壓力最大一階導(dǎo)數(shù)(LV dP/dtmax)圖。圖2f顯示了LV壓力最小一階導(dǎo)數(shù)(LV dP/dtmin)圖。圖2g顯示了LV末期舒張壓圖。圖2h顯示了心率圖。
圖3顯示了分析DKO肌細(xì)胞中生理性鈣信號(hào)傳遞缺陷得到拯救的數(shù)據(jù)繪圖，其中圖3a是一系列WT、MLPKO和DKO心肌細(xì)胞中代表性胞內(nèi)Ca2+瞬間變化圖。圖3b是Ca2+瞬間變化幅度的柱狀圖。圖3c是心舒張期胞內(nèi)Ca2+濃度的柱狀圖。圖3d是SR Ca2+含量的柱狀圖。圖3e是MLP缺陷的免疫印跡。
圖4a顯示了在DKO小鼠中拯救心力衰竭表型胚胎基因標(biāo)記的斑點(diǎn)印跡分析。圖4b是比較野生型、MLPKO和DKO心肌細(xì)胞中mRNA相對(duì)誘生的柱狀圖。
圖5顯示了對(duì)PLB和SERCA2a相互作用的抑制，其中圖5a是顯示心肌細(xì)胞長(zhǎng)度變化的一系列圖。圖5b是細(xì)胞長(zhǎng)度變化數(shù)據(jù)的概括。
圖6a是用Western印跡分析了含表達(dá)有義PLB(sPLB)、反義PLB(asPLB)、E2A、R14E、S16N、和K3E/R14E抗單克隆PLB的腺病毒轉(zhuǎn)基因的心肌細(xì)胞。圖6b是Western印跡所顯示的PLB、sPLB和K3E/R14E感染細(xì)胞的結(jié)果。圖6c顯示了PLB感染Sole8細(xì)胞的Western印跡分析。
圖7顯示了受表達(dá)所指示基因的腺病毒感染的新生大鼠心肌細(xì)胞勻漿中攝入的SR Ca2+圖。
圖8顯示了自indo1熒光-心肌細(xì)胞的Ca2+瞬間變化得到的數(shù)據(jù)圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳述為了直接評(píng)估Ca2+循環(huán)缺陷在心力衰竭轉(zhuǎn)變中的作用，通過(guò)除去編碼PLB的基因來(lái)逆轉(zhuǎn)肌肉特異性LIM蛋白質(zhì)(MLP)-缺陷型小鼠的心肌病。在分子、細(xì)胞和生理水平上，去除MLP的小鼠表現(xiàn)出許多人類擴(kuò)張心肌病的表型特征。擴(kuò)張心肌病晚期的一致特征為心壁應(yīng)力明顯增加，伴隨有心室壁變薄和心臟收縮能力和舒張降低。由于鈣循環(huán)對(duì)心臟舒張和收縮都是非常重要的，控制肌質(zhì)網(wǎng)攝入和釋放鈣途徑中的缺陷是造成心力衰竭發(fā)展的主要原因。
產(chǎn)生具有PLB缺陷和MLP缺陷的小鼠，其表現(xiàn)出人類心力衰竭特征的所有表型(通常見(jiàn)于MLP單敲除(MLPKO)小鼠)。為了確定這種功能獲益是否與MLPKO小鼠中PLB切除(特異性反映了PLB和SERCA2a之間直接相互作用的喪失)相關(guān)聯(lián)，本發(fā)明的申請(qǐng)人在PLB基因中加入點(diǎn)突變，其阻斷了PLB和SERCA2a之間功能性抑制作用。通過(guò)產(chǎn)生編碼PLB中點(diǎn)突變的重組腺病毒，證明心力衰竭激動(dòng)一收縮偶聯(lián)中的進(jìn)行性缺陷是與PLB對(duì)SERCA2a的抑制增強(qiáng)相關(guān)的，且將受磷蛋白缺陷導(dǎo)入心臟肥大轉(zhuǎn)基因模式中結(jié)果挽救了心臟功能。這些結(jié)果得到以下事實(shí)分別支持具有導(dǎo)致心臟特異性過(guò)量表達(dá)SERCA2a轉(zhuǎn)基因的MLP-缺陷型小鼠，也表現(xiàn)出心肌病表型的拯救。綜上所述，這些結(jié)果提供了明確的證據(jù)肌質(zhì)網(wǎng)鈣循環(huán)對(duì)心力衰竭的發(fā)展至關(guān)重要，且指出在心力衰竭發(fā)展中PLB對(duì)SERCA2a活性的抑制起著關(guān)鍵性調(diào)節(jié)作用。所以將PLB準(zhǔn)確定為治療的關(guān)鍵靶標(biāo)。
對(duì)MLP-PLB敲除(DKO)小鼠的進(jìn)一步研究表明在心肌病突變的基礎(chǔ)上誘導(dǎo)PLB缺陷，可最大程度刺激心臟收縮。在最大程度β-腎上腺素能刺激后，將基線水平的DKO心臟收縮能力與野生型心臟的收縮能力相比較。結(jié)果表明除去了PLB對(duì)SR鈣泵功能的強(qiáng)烈抑制后，必然會(huì)“超常挽救”心肌病心臟的心臟收縮功能。由于PLB是環(huán)狀A(yù)MP-依賴性蛋白激酶A和鈣/鈣調(diào)蛋白依賴性激酶磷酸化的直接底物，可通過(guò)磷酸化PLB，以cAMP-依賴性刺激調(diào)節(jié)心臟收縮能力，從而防止發(fā)生與SERCA2a的抑制性相互作用。
基于PLB磷酸化的此種理論，在PLB-缺陷基礎(chǔ)上“超常挽救”心肌病MLP-缺陷型小鼠至超過(guò)正常的水平，可能僅反映去除了心臟收縮功能張力性抑制中的限速步驟(rate limiting step)。Rockman等人(Proc.Natl.Acad.Sci.USA957000-7005；1998)的研究與此理論相一致證明在MLP-缺陷型小鼠中免除β-腎上腺素能脫敏作用，也可能導(dǎo)致顯著拯救擴(kuò)張的心肌病表型。由于PLB是一種與至少三種調(diào)節(jié)成分(cAMP-依賴性蛋白激酶、鈣/鈣調(diào)蛋白-依賴性激酶和蛋白質(zhì)磷酸酶)反應(yīng)的SR蛋白質(zhì)，故應(yīng)確定去除PLB對(duì)改進(jìn)心臟收縮性能的主要作用是否反映PLB與SERCA2a的慢性相互作用，或這種挽救作用是否與PLB和其他已知的或新發(fā)現(xiàn)的心臟蛋白質(zhì)間的相互作用有關(guān)。
采用強(qiáng)制表達(dá)野生型和突變型PLB的重組腺病毒，本發(fā)明在PLB中提供了點(diǎn)突變，從而可選擇性阻斷PLB和SERCA2a之間的正常抑制性相互作用，且能夠在無(wú)兒茶酚胺時(shí)優(yōu)勢(shì)激活心室肌細(xì)胞的心臟收縮功能。圖1顯示了在DKO小鼠中觀察到的挽救作用的機(jī)制。PLB和MLP都是肌肉特異性蛋白質(zhì)，因此必然有一條肌細(xì)胞自主途徑(發(fā)展和挽救表型所需要的)，以對(duì)抗促進(jìn)或抑制心肌細(xì)胞存活途徑的外應(yīng)力信號(hào)。由于在蛋白質(zhì)水平上PLB和MLP不直接反應(yīng)(這排除了PLB和MLP之間的直接相互作用作為挽救的基礎(chǔ))，與生化調(diào)節(jié)途徑(將PLB調(diào)節(jié)途徑與擴(kuò)張的心肌病發(fā)病相連)相反，這必然是生理性的途徑。如圖1所示，在正常的心臟中，通過(guò)SERCA2a活性(將鈣攝入SR，從而維持正常的心臟舒張和降低心壁應(yīng)力)維持SR-鈣儲(chǔ)備。由此，通過(guò)鈣釋放通道，SR釋放鈣導(dǎo)致正常的量子鈣釋放，隨后激活心臟肌絲，引起心肌收縮。因此，SR中Ca2+含量的增加，導(dǎo)致Ca2+釋放的增加和心臟收縮力相應(yīng)的增加。
SERCA2a的活性受到PLB與SERCA2a直接相互作用的抑制作用的調(diào)節(jié)，這種抑制作用可通過(guò)輸送β-腎上腺素能刺激后PLB的cAMP-依賴性磷酸化而減輕。在心力衰竭基礎(chǔ)上，由于PLB的抑制作用(由遲鈍的β-腎上腺素能反應(yīng)性所引起)SERCA2a的功能相對(duì)降低。結(jié)果PLB較少磷酸化，且通過(guò)SERCA2a與PLB的緩慢性相互作用，組成性抑制了SERCA2a，從而與正常水平相比導(dǎo)致SR鈣含量相對(duì)減少。鈣儲(chǔ)備的這種減少轉(zhuǎn)化為通過(guò)鈣釋放通道鈣量子釋放的減少，從而導(dǎo)致單個(gè)細(xì)胞中鈣瞬間變化和體內(nèi)心臟收縮力的降低。在DKO小鼠中，如圖1所示除去了PLB的抑制作用，從而減輕了該系統(tǒng)中PLB對(duì)SR鈣泵的下游抑制作用，從而維持了SR的鈣攝入并降低心壁壓力(至正常水平)。同時(shí)這增加了SR鈣含量，從而維持了正常的鈣量子釋放，因而能夠維持心臟的正常收縮和舒張。
敲除肌肉特異性LIM蛋白質(zhì)和雙敲除小鼠采用含純合的去除兩個(gè)獨(dú)立肌肉特異性基因的雙敲除(DKO)小鼠模型進(jìn)行了本發(fā)明的測(cè)試。為此目的，將敲除PLB(PLBKO)的小鼠與具有敲除MLP(MLPKO)背景的小鼠(后者具有擴(kuò)張心肌病體內(nèi)心力衰竭復(fù)合表型的分子、結(jié)構(gòu)和生理特征)交配。將這些小鼠的F3代用于實(shí)際試驗(yàn)，從而在觀察DKO系心臟表型時(shí)，消除任何潛在的來(lái)自PLBKO或MLPKO系的背景作用。
與年齡和性別相匹配的野生型小鼠(4.60±0.21mg/g，n＝7；p＜0.001)相比，MLPKO小鼠表現(xiàn)出心臟/體重比率明顯增加(6.34±0.22mg/g，n＝8)。DKO小鼠的心臟/體重比率(5.13±0.19mg/g，n＝9)顯著小于MLPKO小鼠的(p＜0.01)，而與野生型的無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。為了評(píng)價(jià)DKO小鼠心臟重量的減少是否與MLPKO小鼠中所見(jiàn)的細(xì)胞骨架表型遭破壞的改善有關(guān)，對(duì)MLPKO和DKO同窩出生的仔鼠(littermate)心臟進(jìn)行了電子顯微鏡分析。在MLP-/-背景中去除PLB能挽救最初見(jiàn)于MLP缺陷型心臟中的超微結(jié)構(gòu)缺陷的寬頻譜(包括肌原纖維紊亂和塊狀纖維化)。這些數(shù)據(jù)表明去除PLB不僅防止了心臟總重的增加，還防止了MLPKO心肌病小鼠中心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞和纖維化。
為了評(píng)估在DKO小鼠中是否挽救了體內(nèi)所見(jiàn)全心臟功能的顯著減少，用年齡匹配的同窩出生的仔鼠進(jìn)行超聲波心動(dòng)描計(jì)。如表1所示，在DKO小鼠中證明防止了心室擴(kuò)張。左心室舒張末期尺寸(LVEDD)和收縮末期尺寸(LVESD)增加顯示MLPKO小鼠具有增大的心室，而DKO小鼠心室的LVEDD在正常范圍。圍繞纖維縮短的平均速度(平均Vcf)和組分縮短的百分比(％FS)(收縮期心臟功能的標(biāo)志)在年齡匹配的DKO同窩出生的仔鼠中有所改善(如表1所示)。與非同窩出生的野生型小鼠(作為對(duì)照)相比，DKO小鼠中大部分超聲波心動(dòng)描計(jì)數(shù)據(jù)與野生型小鼠的那些類似，雖然DKO小鼠中％FS略有減少。另外，6月齡后，DKO小鼠的心臟功能保持在正常范圍內(nèi)(n＝2)。除了心室擴(kuò)張減少外，DKO心臟看起來(lái)有些肥大。在DKO小鼠中LVEDD與LV后壁厚度的比值明顯降低，表明與MLPKO或野生型小鼠相比DKO小鼠的心壁應(yīng)力減少。這些結(jié)果表明DKO小鼠的全心臟功能保持在與對(duì)照心臟的參數(shù)相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。應(yīng)指出與MLPKO和DKO小鼠相比，PLB缺陷的雜合小鼠表現(xiàn)出功能恢復(fù)至中間水平，提示部分去除PLB可明顯改善MLPKO小鼠心力衰竭表型的功能。
表1超聲波心動(dòng)描計(jì)評(píng)估
MLPKO對(duì)MLPKO/PLBhet或DKO或野生型；*p＜0.05，**p＜0.01，***p＜0.001野生型對(duì)MLPKO/PLBhet或DKO；p＜0.05，p＜0.01，§p＜0.001MLPKO/PLBhet對(duì)DKO#p＜0.05已證明MLPKO小鼠的β-腎上腺素能反應(yīng)性顯著遲鈍且腺苷酸環(huán)化酶活性降低。在小鼠中通過(guò)同源重組而去除PLB能增強(qiáng)心臟收縮性能達(dá)到與正常心臟用最大β-腎上腺素刺激時(shí)相當(dāng)?shù)乃?。為了證明去除PLB能逆轉(zhuǎn)血液動(dòng)力學(xué)缺陷和標(biāo)記的β-腎上腺素能受體脫敏作用(與擴(kuò)張心肌病相關(guān)的)，心導(dǎo)管檢查和評(píng)估了麻醉的小鼠。
幾個(gè)獨(dú)立的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)證明在DKO小鼠中用循環(huán)性充血將嚴(yán)重心臟紊亂恢復(fù)到正常水平。在基線水平上LV收縮力(由LV dP/dtmax評(píng)估)和舒張(由LVdP/dtmin評(píng)估)看來(lái)比野生型小鼠的高，比得上PLBKO小鼠(如圖2a和2b所示)。在MLPKO心肌病小鼠中觀察到去除PLB逆轉(zhuǎn)了LV舒張末期壓的明顯提高(如圖2c所示)。
圖2d的分析表明在DKO小鼠中Tau(LV松弛和舒張功能的標(biāo)志)也正?；?，其與心壁應(yīng)力的改善相一致。這些數(shù)據(jù)提示在心肌病MLPKO小鼠中去除PLB可挽救收縮和舒張紊亂。在MLPKO小鼠中所見(jiàn)的LV dP/dtmax和LV dP/dtmin對(duì)β-腎上腺素能刺激的遲鈍反應(yīng)(如圖2e和2f所示)表明在MLPKO小鼠中存在著嚴(yán)重的β-腎上腺素能脫敏作用。在DKO小鼠中多巴酚丁胺對(duì)心臟收縮(LV dP/dtmax)和馳張(LV dP/dtmin)沒(méi)有刺激作用(如圖2e和2f所示)。在基礎(chǔ)條件下DKO心臟中這些參數(shù)已被激發(fā)達(dá)到它們的最高水平。
用多巴酚丁胺最大刺激野生型心臟后，在無(wú)任何兒茶酚胺刺激時(shí)，LV dP/dtmax和LV dP/dtmin與DKO小鼠中的這些參數(shù)沒(méi)有差異。這一證據(jù)證實(shí)PLB和SERCA2a的相互作用抑制了正常和心肌病性心臟的心臟收縮力，且抑制這種相互作用在無(wú)兒茶酚胺刺激時(shí)可能對(duì)心臟發(fā)揮最大功能起顯著作用。圖2h顯示在DKO小鼠和MLPKO小鼠中保持了對(duì)多巴酚丁胺的變時(shí)性反應(yīng)性，從而證明β-腎上腺素能反應(yīng)對(duì)心室肌細(xì)胞而不是對(duì)起博類型細(xì)胞的特異性。
為了確定在DKO小鼠中恢復(fù)體內(nèi)心臟功能的機(jī)制，評(píng)估了幾種Ca2+信號(hào)傳遞的獨(dú)立參數(shù)。顯然在DKO小鼠中改變Ca2+體內(nèi)平衡將導(dǎo)致血液動(dòng)力學(xué)變化、胞內(nèi)Ca2+的瞬間變化和SR中與Ca2+循環(huán)相關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá)。如圖3a-c所示，MLPKO肌細(xì)胞表現(xiàn)出Ca2+瞬間變化的幅度與舒張期Ca2+濃度的正常水平相比有所減弱。MLPKO小鼠中衰減速度的略微加速提示在MLPKO小鼠Ca2+攝入末期有代償性機(jī)制運(yùn)作。PLB的去除與Ca2+瞬間變化持續(xù)時(shí)間的變短、衰減加速和幅度的保留相關(guān)連。圖3d顯示與野生型小鼠相比，MLPKO小鼠中SR Ca2+的含量明顯減少，而在DKO小鼠中卻增加。定量免疫印跡(如圖3e所示)表明MLP缺失與SERCA2a、PLB和集鈣蛋白的蛋白質(zhì)水平明顯變化不相關(guān)，提示與SERCA2a或受磷蛋白蛋白質(zhì)水平簡(jiǎn)單地反射性降低相反，在MLPKO小鼠中Ca2+循環(huán)的缺陷是基于EC偶聯(lián)的功能性損傷而致。
心力衰竭的一個(gè)特征是胚胎基因程序的重新活化，其對(duì)增加血液動(dòng)力學(xué)負(fù)荷的代償性反應(yīng)可能有貢獻(xiàn)。為了證明DKO小鼠血液動(dòng)力學(xué)改善伴隨有轉(zhuǎn)錄水平、ANF、α-骨骼肌動(dòng)蛋白和β-MHC mRNAs表達(dá)的改善性變化，檢測(cè)了為心力衰竭已建立的胚胎標(biāo)記。如圖4a和4b所示，MLPKO小鼠的心室表現(xiàn)出ANF增加了26倍，α-骨骼肌動(dòng)蛋白增加了13倍，β-MHC mRNAs增加了8倍。而DKO小鼠的ANF僅增加了1.9倍，α-骨骼肌動(dòng)蛋白或β-MHC mRNAs沒(méi)有明顯增加。所以，去除PLB大大地抑制了MLPKO小鼠中胚胎基因程序的誘導(dǎo)。
上述研究表明去除PLB能挽救心力衰竭的各個(gè)參數(shù)和相關(guān)心肌收縮力的缺陷。為了確定這種挽救作用的機(jī)制，必須評(píng)估PLB和SERCA2a的緩慢性相互作用是否確是正常和肌病心臟心肌收縮力的限制性因素。在最大兒茶酚胺刺激后，將DKO小鼠基礎(chǔ)心臟功能“超-挽救”到與野生型小鼠相當(dāng)?shù)乃?，提示抑制這種相互作用可在無(wú)兒茶酚胺刺激時(shí)，對(duì)心臟發(fā)揮最大功能起顯著作用。
PLB的重組腺病毒轉(zhuǎn)基因突變體在維持對(duì)SERCA2a抑制作用時(shí)需要PLB的某些氨基酸殘基，運(yùn)用該知識(shí)可基因工程制造幾種PLB、V49A(Seq.ID.No.2)、E2A(Seq.ID.No.3)、R14E(Seq.ID.No.6)的單個(gè)點(diǎn)突變，PLB、K3E/R14E(Seq.ID.No.6)的雙點(diǎn)突變以及有義和反義性PLB(Seq.ID.No.1)轉(zhuǎn)基因，以破壞PLB對(duì)SERCA2a的抑制作用。采用能使小鼠心臟基因體內(nèi)轉(zhuǎn)移的重組腺病毒，與未感染的肌細(xì)胞相比，過(guò)量表達(dá)V49A(一種PLB中的單點(diǎn)突變)的心肌細(xì)胞表現(xiàn)出收縮力增加，而過(guò)量表達(dá)野生型PLB的心肌細(xì)胞表現(xiàn)出收縮力降低(如圖5所示)?？梢缘贸鲆韵陆Y(jié)論干擾SERCA2a和PLB之間相互作用的可行性和實(shí)用性得到了清楚的證明。PLB-SERCA2a的相互作用看來(lái)是建立體內(nèi)基礎(chǔ)心肌收縮力和舒張?jiān)O(shè)置點(diǎn)的限速步驟，破壞這種相互作用能縮短β-腎上腺素能通路的流程。
圖6a顯示了對(duì)含有表達(dá)有義PLB(sPLB)、反義PLB(asPLB)、E2A、R14E、S16N和K3E/R14E(抗單克隆PLB抗體)(Affinity BioReagents)的腺病毒轉(zhuǎn)基因的肌細(xì)胞作的其他Western印跡分析。對(duì)PLB蛋白質(zhì)含量作定量測(cè)定、歸一化成α-肌動(dòng)蛋白以確定變化量、并與腺病毒/SR對(duì)照(無(wú)轉(zhuǎn)基因)相比較，顯示sPLB、E2A和R14E突變體的PLB蛋白質(zhì)水平分別增加了150％(PLB5+PLB1)、72％和57％。相反肌細(xì)胞中asPLB和S16N的PLB蛋白質(zhì)水平分別減少了54％和33％。引入K3E/R14E轉(zhuǎn)基因感染肌細(xì)胞，導(dǎo)致形成五聚體PLB的不同的帶型。除PLB5(該五聚體)還出現(xiàn)多個(gè)PLB條帶。這還伴隨有PLB5豐度的降低(與對(duì)照相比)。
通過(guò)用PLB-缺陷型So18細(xì)胞替代心肌細(xì)胞來(lái)進(jìn)一步評(píng)估Western印跡帶型的特性。用僅表達(dá)轉(zhuǎn)基因sPLB或K3E/R14E或表達(dá)這兩者的重組腺病毒感染So18細(xì)胞。如圖6b所示，Western印跡顯示單克隆PLB抗體檢出了受sPLB感染細(xì)胞中的PLB但不能檢出K3E/R14E。So18細(xì)胞與腺病毒轉(zhuǎn)基因重組感染導(dǎo)致形成了多個(gè)PLB條帶。另外，PLB五聚體豐度減少且同時(shí)出現(xiàn)上帶?？梢源_定PLB與SERCA2a反應(yīng)并且主要抑制SERCA2a，作為與非抑制性五聚體相平恒存在的單體。根據(jù)這種知識(shí)，K3E/R14E和野生型PLB的異源五聚體比野生型PLB的同源五聚體更穩(wěn)定。因此，將異源五聚體分解成抑制SERCA2a的單體是不利的。K3E/R14E與內(nèi)源性PLB相互反應(yīng)并形成復(fù)合物，并伴隨有同源五聚體形成量的減少。如此，通過(guò)封阻SERCA2a反應(yīng)位點(diǎn)，單體K3E/R14E可作為內(nèi)源性野生型PLB的非抑制性競(jìng)爭(zhēng)物。
測(cè)定SR的鈣攝取活性，以進(jìn)一步評(píng)估突變型和反義PLB對(duì)SERCA2a的影響。測(cè)定不同Ca2+濃度時(shí)SR攝取Ca2+的初速度可反映SERCA2a的活性。如圖7所示，受重組腺病毒轉(zhuǎn)基因K3E/R14E和asPLB感染的新生大鼠肌細(xì)胞顯示與無(wú)轉(zhuǎn)基因的對(duì)照相比，達(dá)到相同活性SERCA2a所需的Ca2+濃度降低，表明刺激了SERCA2a的活性。攝取活性為最大值一半時(shí)，Ca2+濃度的EC50(單位為μmol/L)無(wú)轉(zhuǎn)基因?qū)φ?SR-)為0.20±0.02、K3E/R14E為0.11±0.01、asPLB為0.13±0.01。在成年大鼠心肌細(xì)胞中也檢測(cè)了K2E/R14E和asPLB對(duì)SERCA2a的作用。腺病毒轉(zhuǎn)基因K3E/R14E明顯降低了EC50(36％)，而asPLB感染所引起的變化卻無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性。新生和成年心肌細(xì)胞之間作用的明顯差異可能與不同發(fā)育階段心肌細(xì)胞中PLB豐度不同有關(guān)。PLB在成年心肌中的豐度幾乎是新生心肌的2倍。
為了進(jìn)一步檢驗(yàn)K3E/R14E和asPLB對(duì)SERCA2a的作用，用indo1熒光指示劑測(cè)定新生心肌細(xì)胞中胞內(nèi)Ca2+的瞬間變化。將從各實(shí)驗(yàn)條件得到的indo1輻射測(cè)量數(shù)據(jù)分別換算成各收縮期Ca2+瞬間變化的最大值和最小值，然后對(duì)比和求平均值。如圖8所示，K3E/R14E和asPLB的衰變曲線移位到LacZ對(duì)照的左側(cè)。另外，在大部分舒張時(shí)間點(diǎn)上，K3E/R14E明顯不同于LacZ，而在幾個(gè)舒張時(shí)間點(diǎn)asPLB明顯不同于LacZ。測(cè)得的LacZ、K3E/R14E和asPLB衰減的半衰期分別為0.28秒(100％)、0.20秒(73％)和0.22秒(79％)。K3E/R14E(73％)和asPLB(79％)的值明顯不同于從LacZ表達(dá)病毒得到的值(p＜0.05)。
除采用PLB的各種點(diǎn)突變或PLB的有義或反義序列產(chǎn)生腺病毒轉(zhuǎn)基因外，也可制備抗PLB肽的抗體然后將其表達(dá)為RNA插入腺病毒載體中。為了產(chǎn)生多克隆PLB抗體(“收縮蛋白”，或具有超活性結(jié)構(gòu)域的雞抗體肽)，用代表細(xì)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域的3-19氨基酸的PLB肽反復(fù)接種雞。3輪加強(qiáng)接種后(在第15、42和54天接種)，用購(gòu)得的純化系統(tǒng)(EGGstract IgY Purification System-Promega)從蛋黃純化得到總IgY。證明有陽(yáng)性免疫應(yīng)答后，可從脾和骨髓收獲淋巴細(xì)胞。從這些細(xì)胞可獲得以抗體輕鏈和重鏈超變區(qū)形式的RNA，然后用RT-PCR擴(kuò)增(該方法是本領(lǐng)域熟知的)。
然后將擴(kuò)增和純化的超變區(qū)RNA融合入單一cDNA(Seq.ID.No.9)中，隨后克隆入質(zhì)粒載體讀框中(編碼噬菌體表面蛋白質(zhì))。用標(biāo)準(zhǔn)噬菌體展示技術(shù)，選擇雞免疫文庫(kù)中表達(dá)對(duì)PLB肽有陽(yáng)性應(yīng)答的噬菌體。在一系列富集能特異性結(jié)合PLB的噬菌體后，選出20個(gè)克隆作ELISA。然后用放射活性Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)試驗(yàn)分析所得的最好的5個(gè)結(jié)合物。進(jìn)一步分析2個(gè)最好的SR Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)激活劑。發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)克隆都能明顯刺激Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)入SR的速率。
為了證明由收縮蛋白(PLB抗體)產(chǎn)生的重組蛋白質(zhì)在活細(xì)胞中也有功能，構(gòu)建了一表達(dá)收縮蛋白的腺病毒載體。Western印跡分析受腺病毒轉(zhuǎn)基因感染的新生和成年大鼠心肌細(xì)胞顯示心臟細(xì)胞中能表達(dá)該收縮蛋白。用突變型和反義PLB作放射活性Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)分析表明收縮蛋白能加速細(xì)胞質(zhì)中Ca2+的移動(dòng)。
在其他方法中，用質(zhì)粒轉(zhuǎn)染而非腺病毒轉(zhuǎn)染來(lái)進(jìn)行基因送遞。如用共轉(zhuǎn)染的綠色蛋白監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于腺病毒載體轉(zhuǎn)染的細(xì)胞，K3E/R14E-和asPLB-轉(zhuǎn)染的肌細(xì)胞表現(xiàn)出RT50分別減少了43(p＜0.05)和9％(p＜0.1)。因此，用腺病毒或共-轉(zhuǎn)染方法，將K3E/R14E和asPLB引入心肌細(xì)胞以降低舒張期Ca2+瞬間變化的持續(xù)時(shí)間。這些結(jié)果似乎反映了MLPKO的發(fā)現(xiàn)與DKO小鼠間的差異，其中Ca2+瞬間值的變化證實(shí)去除PLB與Ca2+瞬間變化持續(xù)時(shí)間的縮短、衰減加速和保持幅度相關(guān)。綜上所述，這些數(shù)據(jù)證明K3E/R14E和asPLB刺激SERCA2a的活性，從而導(dǎo)致加速心肌細(xì)胞中Ca2+的瞬間變化。
為了確定由于PLB突變所提高的SERCA2a活性和加速Ca2+瞬變是否導(dǎo)致收縮行為的變化，用邊緣檢測(cè)分析了心肌細(xì)胞的收縮力。用LacZ、K3E/R14E或asPLB的腺病毒轉(zhuǎn)基因感染成年兔心肌細(xì)胞。培養(yǎng)3天后，不同組間自發(fā)性收縮細(xì)胞的數(shù)量有明顯差異(LacZ＜＜asPLB＜K3E/R14E)。表2提供了K3E/R14E和asPLB對(duì)心肌細(xì)胞收縮能力的作用。如該表所示，與LacZ對(duì)照相比，K3E/R14E增加了74％組分性縮短，伴隨RT50減少25％，+dL/dt增加了115％。當(dāng)asPLB感染后檢驗(yàn)肌細(xì)胞收縮能力時(shí)發(fā)現(xiàn)肌細(xì)胞組分性縮短增加是顯著的，增加了57％，而RT50和+dL/dt的變化卻不明顯。
表2
*p＜0.05**p＜0.1得到的數(shù)據(jù)表明SERCA2a活性的增加轉(zhuǎn)化成心肌細(xì)胞舒張的加速。K3E/R14E感染的心肌細(xì)胞表現(xiàn)出組分性縮短的增加，這提示由于SERCA2a活性的增加使SR負(fù)荷Ca2+的量增加。另外，K3E/R14E感染增加了自發(fā)性收縮肌細(xì)胞的數(shù)量(一種很可能與SR增加的Ca2+負(fù)荷引起的Ca2+振蕩量增加相關(guān)的現(xiàn)象)。綜合起來(lái)，這些數(shù)據(jù)表明K3E/R14E以顯著減少其對(duì)SERCA2a的抑制方式作用于內(nèi)源性野生型PLB，從而對(duì)野生型PLB具有優(yōu)勢(shì)抑制作用。
用肽治療來(lái)抑制PLB活性另外，本發(fā)明還提供用肽治療來(lái)抑制受磷蛋白的活性和送遞這種治療的模式，所根據(jù)的發(fā)現(xiàn)是可用突變體PLB分子來(lái)控制內(nèi)源性PLB，以顯性負(fù)方式抑制PLB功能，這種抑制可改善心力衰竭心臟的功能。
對(duì)于作用于靶細(xì)胞系統(tǒng)的治療劑(如PLB-SERCA2a相互作用的抑制劑)而言，必須有一種裝置通過(guò)細(xì)胞膜將它們內(nèi)化入細(xì)胞質(zhì)。轉(zhuǎn)運(yùn)抑制劑的方式既可通過(guò)以轉(zhuǎn)運(yùn)或滲透為基礎(chǔ)的PLB肽的方式，也可包括腺病毒或脂小泡轉(zhuǎn)移。為了該目的，構(gòu)建了由轉(zhuǎn)運(yùn)肽和PLB蛋白質(zhì)分子融合組成的一種化合物。該轉(zhuǎn)運(yùn)肽包括antennapedia(即果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白質(zhì))序列的16個(gè)殘基。該復(fù)合物的第二個(gè)肽可以是截短的PLB蛋白質(zhì)的序列。可用相應(yīng)于天然PLB蛋白質(zhì)以及PLB蛋白質(zhì)突變體或截短形式的肽來(lái)實(shí)現(xiàn)其他治療作用。
轉(zhuǎn)運(yùn)肽-PLB復(fù)合物的一個(gè)有益的功能是抑制心肌細(xì)胞中PLB與SERCA2a間的相互作用，從而提高患病心臟的收縮能力。本發(fā)明還抑制循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)脈/小動(dòng)脈周圍平滑肌層中PLB與SERCA2a之間的相互作用這將導(dǎo)致血管舒張和血壓降低。所以，在治療心臟病時(shí)有雙重有益作用，首先提高心力衰竭心臟的心臟收縮能力，另外可降低高血壓個(gè)體的血壓。同樣可以預(yù)見(jiàn)還可抑制PLB與其他細(xì)胞類型SERCA蛋白質(zhì)的相互作用，如神經(jīng)組織中SERCA1-PLB的相互作用。
可用位于冠狀動(dòng)脈中的導(dǎo)管極佳地實(shí)現(xiàn)將這種分子引入注入心臟的血流中。當(dāng)這種分子存在于心肌細(xì)胞周圍的細(xì)胞外環(huán)境中時(shí)，其迅速進(jìn)入心肌細(xì)胞，并抑制PLB與SERCA2a的結(jié)合。轉(zhuǎn)運(yùn)肽起轉(zhuǎn)運(yùn)功能，它表現(xiàn)出迅速將其自身和附著的“貨物”肽以受體非依賴性方式轉(zhuǎn)運(yùn)通過(guò)細(xì)胞膜的能力。一旦處于心肌細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，PLB片段將作為內(nèi)源性PLB與SERCA2a相互作用的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。
當(dāng)無(wú)PLB結(jié)合而發(fā)揮抑制作用時(shí)，SERCA2a能更有效地將Ca2+泵送入SR，從而提高心肌細(xì)胞更強(qiáng)和更迅速收縮的能力。心肌細(xì)胞更強(qiáng)的收縮能力轉(zhuǎn)化成心臟更有力的收縮能力。在體內(nèi)，本發(fā)明可作為心力衰竭的治療方法，極易施用，且在心臟需要植入左心室輔助裝置(LVAD)或已植的患者中最有效。
雖然果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白的43-58殘基已明確為轉(zhuǎn)運(yùn)肽，且在本發(fā)明中作用良好，但本發(fā)明并不限制于這種方法的轉(zhuǎn)運(yùn)。其他潛在的轉(zhuǎn)運(yùn)方法包括采用8個(gè)分支的聚賴氨酸主鏈來(lái)連接轉(zhuǎn)運(yùn)和貨物肽(cargo peptide)，但也不限于這種多分支結(jié)構(gòu)。還探索了附著于一PLB肽的一種靶肽作為長(zhǎng)肽組成的化合物。另外，還制作了大量能在細(xì)菌中產(chǎn)生帶六個(gè)組氨酸(H6)尾的滲透素和滲透素-PLB重組蛋白質(zhì)的DNA構(gòu)建物。將滲透素肽工程改造加工入此蛋白質(zhì)的氨基酸端或羧基端。
已顯示PLB的胞質(zhì)片段對(duì)SERCA2a的胞質(zhì)部分具有如同整個(gè)PLB分子的強(qiáng)結(jié)合親和力。所以，一旦轉(zhuǎn)運(yùn)的PLB分子處于心肌細(xì)胞的胞質(zhì)中，預(yù)見(jiàn)PLB片段就可作為內(nèi)源性PLB與SERCA2a相互作用的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。
這種形式的治療方法適用于患嚴(yán)重心泵功能降低、難用藥物進(jìn)行治療和需要機(jī)械性輔助裝置(等待心臟移植時(shí))的患者。另外，可將PLB突變體的優(yōu)勢(shì)負(fù)抑制功能的分子機(jī)制用于設(shè)計(jì)和實(shí)施抑制性小分子高產(chǎn)率篩選的策略中。
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但對(duì)本發(fā)明無(wú)任何限制作用。
實(shí)施例1產(chǎn)生用于超聲波心動(dòng)描計(jì)術(shù)的敲除小鼠系為了分析在擴(kuò)張心肌病體內(nèi)心力衰竭表型復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和生理特征，產(chǎn)生了以下敲除小鼠品系，用具有純合性缺失兩種非依賴性肌肉特異性基因的雙敲除(DKO)小鼠模型進(jìn)行。用于該策略，將PLB-/-(受磷蛋白缺陷型)純合小鼠與MLP-/-(肌肉-特異性LIM蛋白質(zhì))純合小鼠交配。將MLP-/-×PLB-/-純合雜交產(chǎn)生的F1代交配以產(chǎn)生PLB+/-、PLB+/-雙雜合表型。由PLB+/-/PLB+/-雙雜合交配產(chǎn)生F2代，從而產(chǎn)生了突變體MLP等位基因的純合小鼠和突變體PLB等位基因的雜合小鼠，或是MLP野生型和突變體PLB等位基因的雜合小鼠。從PLB+/+/PLB+/-交配產(chǎn)生的F3代，產(chǎn)生PLB-/-/PLB-/-(DKO)、MLP-/-/PLB+/+(MLPKO)、和MLP+/+/PLB-/-(MLPKO/PLBhet)同窩出生的仔鼠，或從MLP+/+/PLB+/-交配產(chǎn)生MLp+/+/PLB+/-(PLBKO)、MLP+/+/PLB+/+(野生型)和MLP+/+/PLB+/+(PLBhet)同窩出生的仔鼠。用PCR或從尾部活檢樣品分離出的基因組DNA測(cè)定了這些靶向基因雜交產(chǎn)生的基因型。
為了評(píng)估各種敲除小鼠品系的血液動(dòng)力學(xué)特性，在用阿佛啶(2.5％，20μl/kg體重)或甲苯噻嗪(0.005mg/g)和氯胺酮(0.1mg/g)麻醉的小鼠上進(jìn)行心導(dǎo)管插入和超聲波心動(dòng)描計(jì)。經(jīng)胸腔M-方式超聲波心動(dòng)描計(jì)示蹤表明MLPKO小鼠有心室擴(kuò)張伴心壁運(yùn)動(dòng)降低，表明抑制了心臟功能增加了心壁應(yīng)力，而DKO小鼠心室尺寸和心臟功能都正常。圖2a-d顯示了野生型(WT)的基線參數(shù)，n＝7，MLPKO，n＝8，DKO，n＝9，和PLBKO，n＝5。數(shù)據(jù)以平均值±SEM表示。MLPKO對(duì)其他組；*p＜0.5，**p＜0.001，WT對(duì)DKO；#p＜0.01。在圖2e-h中，進(jìn)行了β-腎上腺素能對(duì)多巴酚丁胺的進(jìn)行性灌注反應(yīng)的血液動(dòng)力學(xué)評(píng)估，其中WT(□)，n＝7只小鼠，MLPKO(●)，n＝8只小鼠，和DKO(○)，n＝9只小鼠。MLPKO對(duì)WT或DKO；#p＜0.05，+p＜0.01，*p＜0.001，WT對(duì)DKO；3p＜0.01。
實(shí)施例2鈣瞬間變化的分析為了評(píng)估PLB對(duì)SR鈣含量和鈣瞬間變化的抑制作用，從野生型或敲除小鼠的右心室壁分離出心肌細(xì)胞。為了監(jiān)測(cè)細(xì)胞內(nèi)鈣的變化，將分離的肌細(xì)胞室溫與鈣敏感性染料(熒光-3-AM)(1μg/ml)培育30分鐘。然后將肌細(xì)胞轉(zhuǎn)移到倒置顯微鏡載物臺(tái)上的組織室內(nèi)，以1Hz的速率連續(xù)刺激以維持SR鈣負(fù)荷一致程度。為了測(cè)定細(xì)胞熒光，用480nm激發(fā)波長(zhǎng)照射心肌細(xì)胞。在510nm用顯微熒光計(jì)(FM-1000；Solamere Technologies)監(jiān)測(cè)熒光的變化，并用Cellsoft(D.BergmanUniversity of Calgary)軟件記錄數(shù)據(jù)供后期分析。用下式標(biāo)-化熒光值[Ca2+]i＝KD(F-Fmin)/(Fmax-F) (1)式中假定KD為864nM，F(xiàn)是由實(shí)驗(yàn)得到的熒光值。在各個(gè)心肌細(xì)胞的超融合(superfusion)溶液中加入10μM離子霉素來(lái)測(cè)定Fmax，在該超融合溶液中加入4mMMnCl2來(lái)測(cè)定Fmin。
用標(biāo)準(zhǔn)咖啡因脈沖方法評(píng)估了分離心肌細(xì)胞中SR的鈣含量。在穩(wěn)定記錄鈣瞬間變化后，向心肌細(xì)胞施加10mM咖啡因20秒脈沖。該方案導(dǎo)致迅速的咖啡因誘導(dǎo)的Ca2+瞬間變化，然后緩慢衰減回基線值。這種咖啡因誘導(dǎo)的鈣瞬變的積分面積定義為SR鈣含量。圖3a顯示了WT、MLPKO和DKO心肌細(xì)胞中代表性胞內(nèi)鈣瞬變。與舒張期鈣濃度的正常水平相比，MLPKO心肌細(xì)胞表現(xiàn)出鈣瞬變幅度減小。DKO心肌細(xì)胞表現(xiàn)出鈣瞬變的持續(xù)時(shí)間縮短、衰減加速和而幅度保持不變。如圖3b所示，在MLPKO肌細(xì)胞中鈣瞬變的幅度明顯降低，而DKO心肌細(xì)胞中則恢復(fù)。如圖3c所示，在這三種不同的心肌細(xì)胞組中，舒張期胞內(nèi)鈣濃度沒(méi)有差異。圖3d所示，與WT小鼠相比，在MLPKO小鼠中SR鈣濃度明顯減少，而DKO小鼠中則增加。如圖3e所示，代表性定量免疫印跡顯示MLP缺陷與SERCA2a、PLB和集鈣蛋白的蛋白質(zhì)水平的任何明顯變化無(wú)關(guān)。
實(shí)施例3構(gòu)建突變型PLB腺病毒和基因轉(zhuǎn)移可從Genome System，Inc.購(gòu)得編碼人PLB的I.M.A.G.E.聚生體cDNA克隆。將具有完整PLB編碼序列的DNA片段亞克隆入pBluescriptII KS載體(即已知的大腸桿菌克隆載體)(ATCC登錄號(hào)No.87047)中。用從Stratagene購(gòu)得的PCR誘變系統(tǒng)引入有義突變(Val49Ala)。通過(guò)質(zhì)粒pJM17和含RSV啟動(dòng)子和SV40聚A序列的穿梭質(zhì)粒之間的同源重組產(chǎn)生表達(dá)野生型和突變型人PLB的重組腺病毒。用標(biāo)準(zhǔn)方法滴定濃縮的病毒制劑。將腺病毒載體注射入1日齡的新生小鼠心臟中，進(jìn)行體內(nèi)心臟基因的有效轉(zhuǎn)移。注射入小鼠心臟后4周，分離心肌細(xì)胞，測(cè)定細(xì)胞的縮短。通過(guò)共轉(zhuǎn)染表達(dá)GFP(作為標(biāo)記)的腺病毒載體來(lái)鑒定具有突變轉(zhuǎn)基因的心肌細(xì)胞。
實(shí)施例4構(gòu)建PLB抑制劑-轉(zhuǎn)運(yùn)肽復(fù)合物將轉(zhuǎn)運(yùn)肽和PLB蛋白質(zhì)間接地附著于聚賴氨酸的主鏈上，制備了PLB抑制劑分子。另外，也可將PLB分子制成串聯(lián)附著于貨物肽序列的轉(zhuǎn)運(yùn)序列組成的單一長(zhǎng)肽。轉(zhuǎn)運(yùn)肽由果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白的43-58殘基(SEQ ID NO7)(果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白質(zhì))組成的。用PLB的前16個(gè)殘基(SEQ ID NO8)衍生出貨物肽。需要指出此貨物序列可以從野生型PLB或突變型PLB的片段衍生得到。
將4個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)肽與4個(gè)和PLB前16個(gè)殘基匹配的肽連接，構(gòu)建了PLB抑制劑分子。主鏈接頭是8個(gè)分支的賴氨酸，通常用于多抗原肽(MAP)的合成。MAP樹(shù)脂的前4個(gè)支鏈用于合成果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白肽。除去另4個(gè)支鏈的保護(hù)，用作合成PLB貨物肽的起點(diǎn)。所以，這種用于最初特性分析的PLB抑制劑具有4個(gè)果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白肽支鏈，和4個(gè)PLB貨物肽支鏈。另外，可將PLB抑制劑構(gòu)建成通過(guò)一肽鍵將貨物肽和轉(zhuǎn)運(yùn)肽彼此連接的一個(gè)肽，或通過(guò)二硫鍵將貨物肽和轉(zhuǎn)運(yùn)肽彼此連接?？捎行У貙LB抑制劑分子轉(zhuǎn)運(yùn)入分離的新生大鼠心肌細(xì)胞中，且顯示細(xì)胞的收縮能力提高，可從圖5a和b看出這些結(jié)果。與未感染的心肌細(xì)胞相比，過(guò)量表達(dá)V49A PLB點(diǎn)突變的心肌細(xì)胞顯示出收縮能力提高，而過(guò)量表達(dá)野生型PLB的心肌細(xì)胞表現(xiàn)出收縮能力降低。
實(shí)施例5滲透素肽TAT和ANT進(jìn)行了細(xì)胞水平的研究來(lái)評(píng)估兩種滲透素肽、兩種突變型PLB-滲透素肽、和兩種多抗原肽(MAP)增強(qiáng)分離的小鼠心肌細(xì)胞收縮周期的能力。兩種滲透素肽包括PLB-ANT(SEQ ID NO10)和TAT-PLB(SEQ ID NO11)，各具有PLB序列的20個(gè)殘基部分，附著于ANT的5’端(SEQ ID NO14)或TAT的3’端(SEQ ID NO15)。兩種突變型PLB肽，即突變型PLB-ANT(SEQ ID NO12)和TAT-突變型PLB(SEQ IDNO13)，表現(xiàn)出PLB序列的20殘基中S16E突變。多抗原肽包括具有8個(gè)滲透素(ANT)結(jié)構(gòu)域和的MAP和具有4個(gè)滲透素結(jié)構(gòu)域和4個(gè)PLB結(jié)構(gòu)域的MAP。
評(píng)估各滲透素-PLB肽以測(cè)定它們?cè)鰪?qiáng)分離的小鼠心肌細(xì)胞收縮周期的能力，思路是滲透素-PLB肽可作為PLB-SERCA2a相互作用的優(yōu)勢(shì)負(fù)抑制劑。表3顯示了TAT-PLB肽對(duì)分離的心肌細(xì)胞的結(jié)果。對(duì)于這些數(shù)據(jù)，在幾組心肌細(xì)胞上反復(fù)測(cè)試以確定有TAT-PLB肽(樣品1-7)和無(wú)此肽(對(duì)照1-8)時(shí)，通過(guò)收縮周期的長(zhǎng)度相對(duì)變化。各樣品加入10μMTAT-PLB肽濃縮液，對(duì)照則不加。
表3
每20毫秒進(jìn)行一次測(cè)定，長(zhǎng)速單位是任意的，但通常相當(dāng)于一個(gè)完整細(xì)胞的長(zhǎng)度。以最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度的差除以最大長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算收縮百分比。時(shí)間對(duì)長(zhǎng)度作圖得到U形曲線，選出該曲線最線性的節(jié)段，“U”的左側(cè)代表收縮，右側(cè)代表舒張。r2柱顯示數(shù)據(jù)與曲線擬合多么良好，其中1.0表示完全擬合。
雖然看來(lái)肌細(xì)胞趨于更大、更迅速的收縮，但由于數(shù)據(jù)的高度變異性T-檢驗(yàn)分析沒(méi)有鑒定出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
實(shí)施例6六組氨酸標(biāo)記的滲透素產(chǎn)生了大量DNA構(gòu)建物以在細(xì)菌中生產(chǎn)六組氨酸(H6)標(biāo)記的滲透素和滲透素-PLB重組蛋白質(zhì)。用可購(gòu)得的表達(dá)載體pRSET(Invitrogen)產(chǎn)生了重組蛋白質(zhì)H6-ANT(SEQ ID NO16)。雖然這種重組蛋白質(zhì)沒(méi)有附著PLB，但它被基因工程改造而具有表位標(biāo)記，當(dāng)進(jìn)入心臟后可用于檢測(cè)該蛋白質(zhì)。H6-ANT的變異體也可表達(dá)含PLB序列、H6-wtPLB-ANT(SEQ ID NO17)，以及H6-PLB(S16E突變體)-ANT蛋白質(zhì)和H6-PLB(V49A突變體)-ANT蛋白質(zhì)(分別為SEQ ID N018和19)。還以較低水平表達(dá)了H6-β-半乳糖苷酶-ANT，H6-ANT和H6-β-半乳糖苷酶-TAT(沒(méi)有列出序列)。制備了殘基68和67含有兩個(gè)突變的無(wú)功能ANT-滲透素(其中Trp突變成Phe)作為其他三種滲透素-PLB蛋白質(zhì)的陰性對(duì)照。
為了測(cè)定這些重組滲透素蛋白質(zhì)對(duì)心臟收縮能力的作用，對(duì)一只小鼠腹腔內(nèi)注射2mg H6-ANT肽。第二只小鼠腹腔內(nèi)注射2mg H6-ANT突變型蛋白質(zhì)。培養(yǎng)3小時(shí)后，處死小鼠，取出心臟作分析。通過(guò)迫使血流回到主動(dòng)脈弓來(lái)取出心臟中的血液。將各心臟解剖成心房組織、右心室組織和左心室組織。用生理平衡的PBS溶液充分沖洗所有這些組織，在液氮中迅速冷凍。然后將組織在8M尿素、2％氚(triton)-X100中裂解10分鐘，取等量上清液在15％PAGE上進(jìn)行電泳。將條帶轉(zhuǎn)移到PVDF膜上。用抗His抗體標(biāo)記膜，以鑒定裂解液是否含有表位標(biāo)記的蛋白質(zhì)。
本文所公開(kāi)的本發(fā)明提供了幾種通過(guò)抑制或改變心肌細(xì)胞中受磷蛋白和肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+-ATP酶之間的相互作用治療心力衰竭的方法。雖然本發(fā)明已參考上述實(shí)施例進(jìn)行描述，但可以理解在不脫離本發(fā)明精神時(shí)還可有許多改進(jìn)。另外，本發(fā)明僅受限于附帶的權(quán)利要求書(shū)。
序列表<110>Kenneth Chien，Wolfgang Dillman，Susumu Minasmiswa，Huaping He，Masahiko Hoshi jima，Markus Meyer，ChristopherScott，Yibin Wang，Gregg Silverman<120>抑制受磷蛋白活性以治療心臟病和心力衰竭的方法<130>6627-9025<140>未知<141>1999年11月2日<150>US60/106，718<151>1998年11月2日<160>9<170>Word Perfect版本8.1<210>1<211>52<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>野生型<221>氨基酸序列<222>1...52<400>1Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Ser Thr Ile1 5 10 15Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn Leu Phe Ile Ash Phe20 25 30 35Cys Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile Cys Ile Ile Val Met Leu Leu 5240 45 50<210>2<211>52<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>Val49Ala突變體<221>氨基酸序列<222>1...52<400>2Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Ser Thr Ile1 5 10 15Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn Leu Phe Ile Asn Phe Cys20 25 30 35Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile Cys Ile Ile Ala Met Leu Leu 5240 45 50<210>3<211>52<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>Glu2Ala突變體<221>氨基酸序列<222>1...52<400>3Met Ala Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Ser Thr Ile1 5 10 15Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn Leu Phe Ile Asn Phe Cys20 25 30 35Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile Cys Ile Ile Val Met Leu Leu 5240 45 50<210>4<211>52<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>Arg14Glu突變體<221>氨基酸序列<222>1...52<400>4Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Glu Ala Ser Thr Ile1 5 10 15Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn Leu Phe Ile Asn Phe Cys20 25 30 35Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile Cys Ile Ile Val Met Leu Leu 5240 45 50<210>5<211>52<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>Ser16Asn突變體<221>氨基酸序列<222>1...52<400>5Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Asn Thr Ile1 5 10 15Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn Leu Phe Ile Asn Phe Cys20 25 30 35Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile Cys Ile Ile Val Met Leu Leu 5240 45 50<210>6<211>52<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>Lys3Glu/Arg15Glu突變體<221>氨基酸序列<222>1...52<400>6Met Glu Glu Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Glu Ala Ser Thr Ile1 5 10 15Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn Leu Phe Ile Ash Phe Cys20 25 30 35Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile Cys Ile Ile Val Met Leu Leu 5240 45 50<210>7<211>16<212>PRT<213>果蠅屬<220>果蠅轉(zhuǎn)錄因子蛋白(antennapedia)<221>氨基酸序列<222>1...16<400>7Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys Trp Lys Lys1 5 10 15<210>8<211>16<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>羧基端<221>氨基酸序列<222>1...16<400>8Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Ser1 5 10 15<210>9<211>269<212>PRT<213>收縮蛋白<220><221>氨基酸序列<222>1...269<400>9Met His His His His His His Val Ala Gln Ala Ala Leu Thr His Ser Ser Ser1 5 10 15Val Ser Ala Asn Pro Gly Glu Thr Val Lys Ile Thr Cys Ser Gly Gly Gly Asn20 25 30 35Tyr Ala Gly Ser Tyr Tyr Tyr Gly Trp Phe Gln Gln Lys Ser Pro Gly Ser Ala40 45 50Pro Val Thr Val Ile Tyr Ser Asn Asp Gln Arg Pro Ser Asn Ile Pro Ser Arg55 60 65 70Phe Ser Gly Ser Thr Ser Gly Ser Thr Ser Thr Leu Thr Ile Thr Gly Val Arg75 80 85 90Ala Glu Asp Glu Ala Val Tyr Phe Cys Gly Ser Asn Ser Gly Thr Gly Tyr Val95 100 105Gly Ile Phe Gly Ala Gly Thr Thr Leu Thr Val Leu Gly Gln Ser Ser Arg Ser110 115 120 125Ser Thr Val Thr Leu Asp Glu Ser Gly Gly Gly Leu Gln Thr Pro Gly Gly Ala130 135 140Leu Ser Leu Val Cys Arg Ala Ser Gly Phe Thr Phe Ser Arg Phe His Met145 150 155 160Met Trp Val Arg Gln Ala Pro Gly Lys Gly Leu Glu Trp Val Ala Gly Ile Asp165 170 175Asp Gly Gly Ser Phe Thr Leu Tyr Gly Ala Ala Val Lys Gly Arg Ala Thr Ile180 185 190 195Leu Arg Asp Asn Gly Gln Ser Thr Val Arg Leu Gln Leu Asp Asn Leu Arg200 205 210Pro Glu Asp Thr Ala Thr Tyr Phe Cys Val Lys Thr Lys Cys Gly Gly Asn215 220 225 230Gly Trp Cys Gly Ala Asp Arg Ile Asp Ala Trp Gly His Gly Thr Glu Val Ile235 240 245Val Ser Ser Thr Ser Gly Gln Ala Gly Gln Tyr Pro Tyr Asp Val Pro Asp Tyr250 255 260 265Ala Ser269<210>10<211>36<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>PLB-ANT<221>氨基酸序列<222>1...36<400>10Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Ser Thr Ile1 5 10 15Glu Met Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys Trp Lys Lys20 25 30 35<210>11<211>35<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>TAT-PLB<221>氨基酸序列<222>1...35<400>11Gly Gly Gly Gly Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Met Glu1 5 10 15Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Ser Thr Ile Glu Met20 25 30 35<210>12<211>36<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>Ser16Glu PLB突變型-ANT<221>氨基酸序列<222>1...36<400>2Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Glu Thr Ile1 5 10 15Glu Met Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys Trp Lys Lys20 25 30 35<210>13<211>35<212>PRT<213>人受磷蛋白<220>TAT-Ser31Glu PLB突變體<221>氨基酸序列<222>1...35<400>13Gly Gly Gly Gly Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Met Glu1 5 10 15Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala Glu Thr Ile Glu Met20 25 30<210>14<211>16<212>PRT<213>果蠅屬<220>ANT<221>氨基酸序列<222>1...16<400>14Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys Trp Lys Lys1 5 10 15<210>15<211>11<212>PRT<213>HIV<220>TAT<221>氨基酸序列<222>1...11<400>15Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg1 5 10<210>16<211>61<212>PRT<213>大腸桿菌<220>H6-ANT<221>氨基酸序列<222>1...61<400>16Met Arg Gly Ser His His His His His His Gly Met Ala Ser Met1 5 10 15Thr Gly Gly Gln Gln Met Gly Arg Asp Leu Tyr Asp Asp Asp Asp20 25 30Lys Asp Pro Ser Ser Arg Ser Ala Ala Gly Thr Met Glu Phe Arg35 40 45Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys Trp Lys Lys50 55 60Ala61<210>17<211>79<212>PRT<213>大腸桿菌<220>H6-wtPLB-ANT<221>氨基酸序列<222>1...79<400>17Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala1 5 10 15Ser Thr Ile Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn20 25 30Leu Phe Ile Asn Phe Cys Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile35 40 45Cys Ile Ile Val Met Leu Leu His His His His His His Lys Gly50 55 60Glu Phe Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys65 70 75Trp Lys Lys Ala79<210>18<211>79<212>PRT<213>大腸桿菌<220>H6-PLB(Ser16Glu突變型)-ANT<221>氨基酸序列<222>1...79<400>18Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala1 5 10 15Glu Thr Ile Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn20 25 30Leu Phe Ile Asn Phe Cys Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile35 40 45Cys Ile Ile Val Met Leu Leu His His His His His His Lys Gly50 55 60Glu Phe Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Ar9 Met Lys65 70 75Trp Lys Lys Ala79<210>19<211>79<212>PRT<213>大腸桿菌<220>H6-PLB(Val49Ala突變型)-ANT<221>氨基酸序列<222>1...79<400>19Met Glu Lys Val Gln Tyr Leu Thr Arg Ser Ala Ile Arg Arg Ala1 5 10 15Ser Thr Ile Glu Met Pro Gln Gln Ala Arg Gln Lys Leu Gln Asn20 25 30Leu Phe Ile Asn Phe Cys Leu Ile Leu Ile Cys Leu Leu Leu Ile35 40 45Cys Ile Ile Ala Met Leu Leu His His His His His His Lys Gly50 55 60Glu Phe Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys65 70 75Trp Lys Lys Ala79
權(quán)利要求
1.一種治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的方法包括誘導(dǎo)受磷蛋白缺陷。
2.如權(quán)利要求1所述的治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的方法中用外源性受磷蛋白誘導(dǎo)了受磷蛋白缺陷。
3.如權(quán)利要求2所述的治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的外源性受磷蛋白選自突變型PLB、有義PLB、反義PLB、截短的PLB、天然PLB和抗PLB抗體。
4.如權(quán)利要求3所述的治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的突變型PLB包括PLB的點(diǎn)突變。
5.如權(quán)利要求3所述的治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的抗PLB抗體包含收縮蛋白。
6.一種用于抑制受磷蛋白活性的肽治療劑，其特征在于，所述的治療劑由第一種肽和第二種肽組成的復(fù)合物，其中第一種肽含有轉(zhuǎn)運(yùn)肽，第二種肽含有貨物肽。
7.如權(quán)利要求6所述的肽治療劑，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)運(yùn)肽選自基于滲透素、腺病毒、細(xì)菌和脂小泡的轉(zhuǎn)運(yùn)肽。
8.如權(quán)利要求6所述的肽治療劑，其特征在于，所述的貨物肽選自突變型PLB、有義PLB、反義PLB、截短的PLB和天然PLB蛋白質(zhì)。
9.如權(quán)利要求6所述的肽治療劑，其特征在于，所述的第一種肽能將第二種肽轉(zhuǎn)運(yùn)通過(guò)細(xì)胞膜。
10.如權(quán)利要求6所述的肽治療劑，其特征在于，所述的第一種肽和第二種肽通過(guò)一共價(jià)鍵連接。
11.如權(quán)利要求10所述的肽治療劑，其特征在于，該共價(jià)鍵由分支聚賴氨酸主鏈、單一肽鍵或二硫鍵構(gòu)成。
12.一種治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的方法包括通過(guò)抑制PLB-SERCA2a之間的相互作用而增強(qiáng)心臟的收縮能力。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，通過(guò)抑制PLB對(duì)肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+ATP酶的作用，增強(qiáng)心臟的收縮能力。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的方法用外源性受磷蛋白抑制受磷蛋白缺陷。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述的外源性受磷蛋白選自突變型PLB、有義PLB、反義PLB、截短的PLB、天然PLB和抗PLB抗體。
16.如權(quán)利要求15所述的治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的突變型PLB包括PLB的點(diǎn)突變。
17.如權(quán)利要求15所述的治療心力衰竭的方法，其特征在于，所述的抗PLB抗體包含收縮蛋白。
全文摘要
本發(fā)明提供一種治療心力衰竭的方法,通過(guò)采用短肽復(fù)合物和重組蛋白質(zhì),它們通過(guò)抑制心肌細(xì)胞中受磷蛋白和肌質(zhì)網(wǎng)Ca
文檔編號(hào)C07K14/47GK1354671SQ99815335
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期1999年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月2日
發(fā)明者K·基耶, W·迪爾曼, 南沢享, 何華平, 星島正彥, M·邁耶, C·斯科特, 王義斌, G·J·西爾弗曼 申請(qǐng)人:加利福尼亞大學(xué)董事會(huì)