芋螺毒素(CONOTOXIN)肽,其医药组合物和用途转让专利
申请号 : CN201480037106.7
文献号 : CN105377286B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : J·迈克尔·麦金托什
申请人 : 犹他大学研究基金会
摘要 :
权利要求 :
1.一种芋螺毒素肽,其由式SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:
26、SEQ ID NO:29、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:8、SEQ ID NO:9、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16、SEQ ID NO:
17、SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:30、SEQ ID NO:31、SEQ ID NO:32、SEQ ID NO:33、SEQ ID NO:34或SEQ ID NO:37组成。
2.根据权利要求1所述的芋螺毒素肽,其由式:SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:11组成。
3.根据权利要求1或2所述的芋螺毒素肽,其中所述芋螺毒素肽的C‑末端为羧酸基或酰胺基。
4.一种医药组合物,其包含根据权利要求1到3中任一权利要求所述的芋螺毒素肽或其盐,以及药学上可接受的载剂。
5.一种根据权利要求1到3中任一项所述的芋螺毒素肽或根据权利要求4所述的医药组合物的用途,其用于制造用以治疗有需要的受试者中与人类烟碱型乙酰胆碱受体nAChR的α
9α10亚型的表达升高相关的至少一种病况的药剂。
6.根据权利要求5所述的用途,其中所述至少一种病况为疼痛或炎症性病况。
7.根据权利要求5所述的用途,其中所述至少一种病况选自慢性疼痛、神经痛、伤害性疼痛、炎症性病症诱发的疼痛、代谢失调诱发的疼痛、化学疗法诱发的疼痛、外科手术程序诱发的疼痛、烧伤诱发的疼痛和/或化学疗法相关的神经病变。
8.根据权利要求7所述的用途,其中所述慢性疼痛是化学疗法相关的慢性疼痛。
9.根据权利要求5所述的用途,其中所述至少一种病况选自炎症性疼痛或癌症诱发的疼痛。
10.根据权利要求7所述的用途,其中所述神经痛是末梢神经损伤诱发的疼痛。
11.根据权利要求5所述的用途,其中所述至少一种病况为选自慢性炎症、风湿性疾病、败血症、纤维肌痛、炎症性肠病、类肉瘤病、子宫内膜异位、子宫肌瘤、炎症性皮肤病、免疫细胞介导的炎症、肺炎症性病况、神经系统炎症相关的疾病、牙周病或心血管疾病的炎症性病况。
12.根据权利要求5所述的用途,其中所述至少一种病况为疼痛和炎症。
13.根据权利要求5所述的用途,其中所述至少一种病况为炎症和神经病变。
说明书 :
芋螺毒素(CONOTOXIN)肽,其医药组合物和用途
以引用的方式并入本文中。
下产生。美国政府享有本发明中的特定权利。
背景技术
(Terlau)等人,2004)。芋螺属中有约500个物种,并且在目前已检验的那些物种中,不变的
特征是其毒液中存在α‑芋螺毒素(α‑conotoxin)肽。α‑芋螺毒素肽为具有C1‑C3二硫键和
C2‑C4二硫键的高度二硫交联的肽。
毒素通过对前驱体的C‑末端进行蛋白酶裂解而产生。与成熟毒素的半胱氨酸间可变序列相
反,前驱体以及其编码基因在给定芋螺物种中的α‑芋螺毒素肽之间和物种与物种之间都相
当保守。
人,2000)。nAChR为乙酰胆碱闸控离子通道的群组,所述乙酰胆碱闸控离子通道为配体闸控
离子通道超家族的部分(卡林(Karlin),2002;戈蒂(Gotti)等人,2004)。其为环绕中心离子
传导信道的跨膜子单元的五聚物。已识别出多种不同子单元,且大多数属于两个主要超家
族(α子单元和β子单元)。子单元在受体五聚物中可用多种组合缔合,导致受体亚型的不同
家族。大多数亚型包含来自α子单元家族和β子单元家族的子单元,例如人类成体肌肉亚型
包含两个α子单元和一个β子单元(除δ子单元和ε子单元之外)并且α3β2亚型由α3子单元和β
2子单元构成。仅由α子单元构成的nAChR为α7亚型和α9亚型(均五聚物)以及α9α10亚型(全α
杂五聚物)。系统发生分析显示,α7子单元、α9子单元和α10子单元彼此间的关系相较于与其
它nAChR子单元的关系更紧密(雷诺夫(Le Novere)等人,2002;斯嘉德(Sgard)等人,2002)。
等人,1994;爱高恒等人,2001)。α9子单元和α10子单元还发现于背根神经节神经元(哈伯格
(Harberger)等人,2004;利普斯(Lips)等人,2002)、淋巴细胞(彭(Peng)等人,2004)、皮肤
角质细胞(阿雷东多(Arredondo)等人,2002;阮(Nguyen)等人,2000;库尔森(Kurzen)等人,
2004)以及垂体结节部(斯嘉德等人,2002;爱高恒等人,1994;爱高恒等人,2001)。此外,α
9nAChR子单元在乳癌中活跃(李(Lee)等人,2010a;李等人,2010b;林诺拉(Linnoila),
2010)。α‑芋螺毒素肽RgIA(RgIA;GCCSDPRCRYRCR;SEQ ID NO:1)已显示阻断α9α10 nAChR
(艾里森(Ellison)等人,2006)。RgIA的某些类似物也已经显示阻断α9α10 nAChR(US 2009/
0203616、US 2012/0220539以及WO 2008/011006)。
发明内容
病况、炎症和/或癌症。
附图说明
体发现的水平(图1A)。将人类α9受体中的Ile56置换为Thr导致对人类受体的RgIA效能增加
到大鼠体内所发现的水平(图1B)。各值为由至少三个卵母细胞的平均值±平均值标准误差
(standard error of the mean;SEM),所述卵母细胞中注射有比率为1:1的来自α9子单元
基因的cRNA和α10子单元基因的cRNA。
2阻断α9α10 nAChR的Ach‑诱发反应的75±2.8%。高一千倍的浓度(10μM肽)没有能阻断α
7nAChR。(n=5)。展示个别卵母细胞的代表性迹线。
此预防性治疗范例中CSP‑4的镇痛效果的数据。
量。
具体实施方式
毒素肽”)。这些芋螺毒素肽阻断烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)的α9α10亚型,并且可用于治
疗疼痛、炎症性病况、炎症和/或癌症。芋螺毒素肽还可用于本文所述的进一步药物开发。
(Vc1.1)已进行到第2期临床试验才发现其对于人类α9α10 nAChR的效用显著低于对大鼠α9
α10 nAChR(列维特等人,2006)。同样地,对RgIA的研究已证实这一肽对人类受体的效用比
对大鼠受体的效用小约170倍(阿扎姆(Azam)等人,2012)。通过使用定点突变诱发,已识别
出α9子单元中的单一残基(Thr/Ile 56)为导致大鼠α9α10和人类α9α10与RgIA之间大部分
相互作用差异的原因(图1A)。将人类α9从Ile56改变为大鼠体内发现的Thr导致对人类受体
的RgIA效能增大2的对数(图1B)。
中提高人类α9α10结合的四个突变。精氨酸(Arg或R)9到瓜氨酸或ω‑硝基‑Arg的单一取代,
以及酪氨酸(Tyr或Y)10到单碘‑Tyr(后者为SEQ ID NO:21)的单一取代各对大鼠受体导致
小效能提高,但对人类受体导致4倍到8倍的效能提高。丝氨酸(Ser或S)4改变为Thr,或
Arg11改变为谷氨酸(Gln或Q)各自也导致对人类受体的3倍到4倍效能提高。在单个肽(类似
物2;SEQ ID NO:19)中组合这些四个改变导致IC50约为8nM时对人类受体的效能提高>100
倍(表2)。
能提高。除这些取代之外,半胱氨酸(Cys或C)残基(Cys2和Cys3)中的两者也修饰为硒代半
胱氨酸以提高肽的稳定性和再折叠效率(SEQ ID NO:20)。双重硒代半胱氨酸突变体对人类
受体的效能相对于未修饰的RgIA显示出10倍提高。RgIA的上述改变单独或组合用于构造对
人类通道具有提高效能的类似物,解决先前临床候选物Vc1.1的关键开发问题。
瓜氨酸或ω‑硝基‑Arg;X2为Tyr或单碘‑Tyr;X3为Ser或Thr;X4为Arg、Gln或Glu;X5为Arg、
Tyr、苯丙氨酸(Phe或F)、色氨酸(Trp或W)、Tyr‑Tyr、Tyr‑Arg、Arg‑Arg‑Arg、Arg‑Arg‑Tyr或
Tyr‑Arg‑Arg;X6为Cys或硒代半胱氨酸;X7为Cys或硒代半胱氨酸;X8为Cys或硒代半胱氨
酸;且X9为Cys或硒代半胱氨酸。在一个实施例中,X1为Arg。在一个实施例中,X1为瓜氨酸。
在一个实施例中,X1为ω‑硝基‑Arg。在一个实施例中,X3为Ser。在一个实施例中,X3为Thr。
在一个实施例中,X4为Arg。在一个实施例中,X4为Gln。在一个实施例中,X4为Glu。在一个实
施例中,X5为Arg。在一个实施例中,X5为Tyr。在一个实施例中,X5为Phe。在一个实施例中,
X5为Trp。在一个实施例中,X5为Tyr‑Tyr。在一个实施例中,X5为Tyr‑Arg。在一个实施例中,
X5为Arg‑Arg‑Arg。在一个实施例中,X5为Arg‑Arg‑Tyr。在一个实施例中,X5为Tyr‑Arg‑
Arg。在一个实施例中,X6为Cys。在一个实施例中,X6为硒代半胱氨酸。在一个实施例中,X7
为Cys。在一个实施例中,X7为硒代半胱氨酸。在一个实施例中,X8为Cys。在一个实施例中,
X8为硒代半胱氨酸。在一个实施例中,X9为Cys。在一个实施例中,X9为硒代半胱氨酸。
Tyr、Phe、Trp、Tyr‑Tyr、Tyr‑Arg、Arg‑Arg‑Arg、Arg‑Arg‑Tyr或Tyr‑Arg‑Arg。在一个实施例
中,X1为Arg。在另一实施例中,X1为瓜氨酸。在一个实施例中,X3为Tyr。在另一实施例中,X3
为Phe。在另一实施例中,X3为Trp。在另一实施例中,X3为Tyr‑Tyr。在另一实施例中,X3为
Tyr‑Arg。在另一实施例中,X3为Arg‑Arg‑Arg。在另一实施例中,X3为Arg‑Arg‑Tyr。在另一
实施例中,X3为Tyr‑Arg‑Arg。
具有式GCCTDPRCX1X2QCRRR(SEQ ID NO:4;本文中也称为类似物4),其中X1为瓜氨酸且X2为
单碘‑Tyr。在额外实施例中,芋螺毒素肽类似物具有式GCCTDPRCX1X2QCYRR(SEQ ID NO:5;
本文中也称为类似物5),其中X1为瓜氨酸且X2为单碘‑Tyr。在又一实施例中,芋螺毒素肽类
似物具有式GCCTDPRCX1X2QCRRY(SEQ ID NO:6;本文中也称为类似物6),其中X1为瓜氨酸且
X2为单碘‑Tyr。在另一实施例中,芋螺毒素肽类似物具有式GCCTDPRCX1X2QCF(SEQ ID NO:
7;本文中也称为类似物7),其中X1为瓜氨酸且X2为单碘‑Tyr。在额外实施例中,芋螺毒素肽
类似物具有式GCCTDPRCX1X2QCW(SEQ ID NO:8;本文中也称为类似物8),其中X1为瓜氨酸且
X2为单碘‑Tyr。在又一实施例中,芋螺毒素肽类似物具有式GCCTDPRCX1X2QCYY(SEQ ID NO:
9;本文中也称为类似物9),其中X1为瓜氨酸且X2为单碘‑Tyr。在又一实施例中,芋螺毒素肽
类似物具有式GCCTDPRCX1X2QCYR(SEQ ID NO:10;本文中也称为类似物10),其中X1为瓜氨
酸且X2为单碘‑Tyr。
GCCTDPRCRX2QCRRR(SEQ ID NO:12;本文中也称为类似物12),其中X2为单碘‑Tyr。在额外实
施例中,芋螺毒素肽类似物具有式GCCTDPRCRX2QCYRR(SEQ ID NO:13;本文中也称为类似物
13),其中X2为单碘‑Tyr。在又一实施例中,芋螺毒素肽类似物具有式GCCTDPRCRX2QCRRY
(SEQ ID NO:14;本文中也称为类似物14),其中X2为单碘‑Tyr。在另一实施例中,芋螺毒素
肽类似物具有式GCCTDPRCRX2QCF(SEQ ID NO:15;本文中也称为类似物15),其中X2为单碘‑
Tyr。在额外实施例中,芋螺毒素肽类似物具有式GCCTDPRCRX2QCW(SEQ ID NO:16;本文中也
称为类似物16),其中X2为单碘‑Tyr。在又一实施例中,芋螺毒素肽类似物具有式
GCCTDPRCRX2QCYY(SEQ ID NO:17;本文中也称为类似物17),其中X2为单碘‑Tyr。在另一实
施例中,芋螺毒素肽类似物具有式GCCTDPRCRX2QCYR(SEQ ID NO:18;本文中也称为类似物
18),其中X2为单碘‑Tyr。
下保守取代群组中的一者中出现的取代:第1组:丙氨酸(Ala或A)、甘氨酸(Gly或G)、Ser、
Thr;第2组:天冬氨酸(Asp或D)、Glu;第3组:天冬酰氨酸(Asn或N)、谷氨酸(Gln或Q);第4组:
Arg、赖氨酸(Lys或K)、组氨酸(His或H);第5组:Ile、亮氨酸(Leu或L)、甲硫氨酸(Met或M)、
缬氨酸(Val或V);以及第6组:Phe、Tyr、Trp。
以及Ile。彼此视为保守取代的含有氨基酸的其它群组包括:含硫:Met和Cys;酸性:Asp、
Glu、Asn以及Gln;小分子脂肪族非极性或微极性残基:Ala、Ser、Thr、Pro以及Gly;极性带负
电残基以及其酰胺:Asp、Asn、Glu以及Gln;极性带正电残基:His、Arg以及Lys;大分子脂肪
族非极性残基:Met、Leu、Ile、Val以及Cys;以及大分子芳香族残基:Phe、Tyr以及Trp。额外
信息发现于克赖顿(Creighton)(1984)蛋白质(Proteins),W.H.费里曼公司(W.H.Freeman
and Company)中。
列、至少90%的序列一致性、至少95%的序列一致性、至少96%的序列一致性、至少97%的
序列一致性、至少98%的序列一致性或至少99%的序列一致性的序列。更特定来说,本文所
披露的芋螺毒素肽类似物的变异体包括以下肽,所述肽具有:与SEQ ID NO:1‑37中的任一
者的70%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的80%的序列一致性;与SEQ ID
NO:1‑37中的任一者的81%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的82%的序列一
致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的83%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者
的84%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的85%的序列一致性;与SEQ ID NO:
1‑37中的任一者的86%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的87%的序列一致
性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的88%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的
89%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的90%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑
37中的任一者的91%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的92%的序列一致性;
与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的93%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的94%
的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的95%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中
的任一者的96%的序列一致性;与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的97%的序列一致性;与SEQ
ID NO:1‑37中的任一者的98%的序列一致性;或与SEQ ID NO:1‑37中的任一者的99%的序
列一致性。
关程度。“一致性”(通常称为“相似性”)容易通过已知方法计算出,所述方法包括描述于以
下文献的那些方法:计算分子生物学(Computational Molecular Biology)(莱斯克,A.M.
(Lesk,A.M.)编,)牛津大学出版社(Oxford University Press),纽约(NY)(1988);生物计
算:信息学和基因组工程(Biocomputing:Informatics and Genome Projects)(史密斯,
D.W.(Smith,D.W.)编,)学术出版社(Academic Press),纽约(1994);序列数据的计算机分
析(Computer Analysis of Sequence Data),第I部分(Part I)(格里芬,A.M.(Griffin,
A.M.)和格里芬,H.G.编,)胡马纳出版社(Humana Press),纽约(1994);分子生物学序列分
析(Sequence Analysis in Molecular Biology)(冯海耶,G.(Von Heijne,G.)编,)学术出
版社(1987);以及序列分析引物(Sequence Analysis Primer)(格里布斯考,M.(Gribskov,
M.)和德弗罗,J.(Devereux,J.)编,)牛津大学出版社(Oxford University Press),纽约
(1992)。判断序列一致性的优选方法经设计以提供测试序列之间的最佳匹配。判断序列一
致性和相似性的方法被整理到公众可用的计算机程序中。序列比对和一致性百分比计算可
使用LASERGENE生物信息计算套件(登斯塔公司(DNASTAR,Inc.),麦迪逊(Madison),威斯康
星州(Wisconsin))的Megalign程序进行。序列的多重比对也可使用Clustal比对方法(希金
斯(Higgins)和夏普卡宾斯(Sharp CABIOS),5,151‑153(1989))和预设参数(GAP PENALTY
=10、GAP LENGTH PENALTY=10)进行。相关程序还包括GCG程序套件(威斯康星套装软件
(Wisconsin Package)9.0版,遗传学计算机集团(Genetics Computer Group,GCG),麦迪
逊,威斯康星州);BLASTP、BLASTN、BLASTX(阿尔丘尔(Altschul)等人,分子生物学杂志
(J.Mol.Biol.)215:403‑410(1990));DNASTAR(登斯塔公司,麦迪逊,威斯康星州);以及并
入史密斯‑沃特曼(Smith‑Waterman)算法的FASTA程序(皮尔森(Pearson),计算机方法染色
体组研究(Comput.Methods Genome Res.),[国际计算机协会(Proc.Int.Symp.)](1994),
会议日期1992,111‑20,编辑:舒豪伊(Suhai),桑德尔(Sandor),出版商:普莱南(Plenum),
纽约)。在本发明的上下文中,应了解,在将序列分析软件用于分析时,分析结果为基于所引
用程序的“默认值”。本文所使用的“默认值”意思是任意值或参数组,所述值或参数在首次
初始化时用软件加载。
基酸类型,或可为不同的氨基酸。相应地,D‑类似物也为变异体。
氨基酸可为例如糖基化氨基酸、聚乙二醇化氨基酸、法呢基化(farnesylated)氨基酸、乙酰
基化氨基酸、生物素标记氨基酸、与脂质部分结合的氨基酸或与有机衍生剂结合的氨基酸。
以下各者中存在经修饰氨基酸的可能有利:例如,(a)延长多肽血清半衰期和/或体内功能
性半衰期,(b)降低多肽抗原性,(c)提高多肽储存稳定性,(d)提高肽溶解度,(e)延长循环
时间和/或(f)提高生物可用性,例如增大曲线下面积(AUCsc)。氨基酸可例如在重组制造期
间经共转译修饰或转译后修饰(例如在哺乳动物细胞中表达期间在N‑X‑S/T基元处经N连接
糖基化),或通过合成方式改质。经修饰的氨基酸可在序列内,或在序列末端。修饰物可包括
本文其它部分所述的衍生物。
荧光标签,或(ii)对N‑末端进行添加,例如Tyr、碘‑Tyr、焦谷氨酸盐或荧光标签。
群组可添加至C‑末端和/或N‑末端。
(Craik)等人(2001),例如环化芋螺毒素肽具有酰胺环化主链,使得芋螺毒素肽不具有游离
N‑末端或C‑末端,其中芋螺毒素肽包括天然二硫键(美国专利第7,312,195号))。在一个实
施例中,环化芋螺毒素肽包括线性芋螺毒素肽和肽连接符,其中线性芋螺毒素肽的N‑末端
和C‑末端通过肽连接符连接以形成酰胺环化肽主链。在一些实施例中,肽连接符包括选自
Gly、Ala以及其组合的氨基酸。
肽类似物可改良其口服生物可用性且减少对蛋白水解的易感性,而不影响芋螺毒素肽类似
物对其特定目标的亲和力。
代的类似物、修饰物以及衍生物具有1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、
12个、13个、14个、15个、16个、17个或18个序列添加、序列缺失、序列终止位置、取代、置换、
结合、关联或排列。在额外实施例中,Xaa位置可包括于芋螺毒素肽类似物的任何位置中,其
中Xaa代表添加、缺失、终止位置、取代、置换、结合、关联或排列。
4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18。相应地,在特定实施例中,各芋螺毒素肽类
似物中的各氨基酸位置可为Xaa位置,其中Xaa表示在特定位置处的氨基酸的添加、缺失、终
止位置、取代、置换、结合、关联或排列。在特定实施例中,各芋螺毒素肽类似物在位置1、2、
3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18中的一或多者处具有1个、2个、3个、4个、5
个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个或18个Xaa位置。
种类别的类似物、变异体、D‑取代的类似物、修饰物和/或衍生物不排除包括其它类别,且在
本文中全部统称为“芋螺毒素肽”。
α10亚型的经标记RgIA。在一个实施例中,阻断可为由本文所披露的芋螺毒素20%、25%、
30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、
93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%置换来自nAChR的α9α10亚型的经标记
RgIA。在第二实施例中,可通过对本文所披露的芋螺毒素肽进行生物分析来判定与RgIA的
生物分析所得结果相比本文所披露的芋螺毒素肽的治疗活性,从而测量阻断。在一个实施
例中,如通过生物分析所测量,本文所披露的芋螺毒素肽的治疗活性相较于RgIA高20%、
25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、
92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。在一第三实施例中,可测量本文所
披露的芋螺毒素肽对nAChR的α9α10亚型的结合亲和力,且与RgIA对nAChR的α9α10亚型的结
合亲和力相比较。在一个实施例中,阻断可为本文所披露的芋螺毒素肽的结合亲和力较
RgIA高20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、
90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%或100%。在一第四实施例中,通
过测量功能性分析(例如电生理学分析、钙成像分析以及其类似分析)中的作用来分析本文
所披露的芋螺毒素肽对nAChR的α9α10亚型的功能的作用。在一个实施例中,阻断包括通过
功能性分析所测量nAChR的α9α10亚型的功能相较于RgIA降低20%、25%、30%、35%、40%、
45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、
96%、97%、98%、99%或100%。
到适合树脂而从芋螺毒素肽的C‑末端开始固相合成。可通过用酯键联将α‑氨基保护的氨基
酸连接至氯甲基化树脂或羟甲基树脂,或用酰胺键将α‑氨基保护的氨基酸连接到二苯甲胺
(BHA)树脂或对甲基二苯甲基胺(MBHA)树脂来制备所述起始物质。羟甲基树脂的制备由博
丹斯基(Bodansky)等人(1966)描述。氯甲基化树脂可自伯乐实验室(Bio Rad
Laboratories)(里士满(Richmond),加利福尼亚(Calif.))和自来博系统公司
(Lab.Systems,Inc.)处购得。所述树脂的制备由斯图尔特(Stewart)和杨(Young)(1969)描
述。BHA树脂和MBHA树脂支撑物市场有售,且通常当正在合成的所需芋螺毒素肽在C‑末端具
有未经取代的酰胺时使用。因此,固体树脂支撑物可为所属领域中已知的彼等固体树脂支
撑物中的任一者,例如具有化学式‑O‑CH2‑树脂支撑物、‑NH BHA树脂支撑物或‑NH‑MBHA树
脂支撑物者。当需要未经取代的酰胺时,BHA树脂或MBHA树脂的使用可能有利,因为裂解直
接获得酰胺。在需要N‑甲基酰胺的情况下,N‑甲基酰胺可由N‑甲基BHA树脂产生。如果需要
其它经取代的酰胺,那么可使用美国专利第4,569,967号的教示;或如果C‑末端处需要除游
离酸外的其它基团,那么优选可使用如霍本‑魏尔主题(Houben‑Weyl text)(1974)中所阐
述的经典方法合成芋螺毒素肽。
先将由Boc或Fmoc以及侧链保护基保护的C‑端氨基酸偶合到氯甲基化树脂。在BOC保护的氨
基酸偶合至树脂支撑物后,可通过使用含三氟乙酸(TFA)的二氯甲烷或单独的TFA去除α‑氨
基保护基。可在0℃到室温的温度下脱除保护基。如施罗德(Schroder)和吕布克(Lubke)
(1965)所描述,可使用用于去除特定α‑氨基保护基的其它标准裂解剂(例如含HCl的二噁
烷)和条件。
固相反应器之前彼此偶合。适当偶合剂的选择在所属领域的技术范围内。示范性偶合剂包
括N,N'‑二环己基碳化二亚氨(存在HoBt或HoAt的情况下的DCC、DIC、HBTU、HATU、TBTU)。
基)碳化二亚氨。其它活化剂以及其在肽偶合中的用途由施罗德和吕布克(1965)以及卡普
尔(Kapoor)(1970)描述。
下,在下一氨基酸偶合之前,可重复偶合程序随后去除α‑氨基保护基。如凯撒(Kaiser)等人
(1970)所述,若手动进行,则可通过宁海准反应(ninhydrin reaction)监测合成的各阶段
中偶合反应的成功。通过使用例如里维耶(Rivier)等人(1978)所报告的程序,可在如贝克
曼(Beckman)990自动合成仪中自动进行偶合反应。
的侧链保护基,且如果中间肽先前未经去除以获得游离酸形式的肽,那么在N‑末端处裂解
α‑氨基保护基。如果序列中存在Met,那么在使用HF将肽从树脂裂解以消除潜在S‑烷基化作
用之前,可首先使用TFA/乙二硫醇去除Boc保护基。在使用氟化氢或TFA进行裂解时,反应容
器中可包括一或多种清除剂,例如苯甲醚、甲酚、甲硫醚以及甲基乙基硫醚。
通过氨解作用自羟甲基化树脂或氯甲基化树脂支撑物裂解经充分保护的芋螺毒素肽,以产
生经充分保护的酰胺中间物,其随后经适当环化且脱除保护基。或者,可在0℃下用氢氟酸
(HF)或TFA脱除保护基以及从上述树脂或二苯甲胺(BHA)树脂或甲基二苯甲基胺(MBHA)裂
解芋螺毒素肽,随后如上文所述氧化。
的树脂)。使用含1,3‑二异丙基碳化二亚氨的N‑甲基吡咯啶酮(NMP)或通过六氟磷酸2‑(1H‑
苯并三唑‑1‑基)‑1,1,3,3‑四甲基 (HBTU)和二乙基异丙基乙基胺(DIEA)进行偶合。可通
过使用哌啶于二甲基甲酰胺(DMF)中的20%溶液处理去除Fmoc保护基。随后,使用DMF(两
次),接着用甲醇和NMP洗涤树脂。
披露的芋螺毒素肽或其药学上可接受的盐,其中所述披露的芋螺毒素肽阻断nAChR的α9α10
亚型。
某些α‑芋螺毒素(包括RgIA等)阻断nAChR的α9α10亚型的活性。α‑芋螺毒素(包括RgIA)作为
镇痛剂和止痛剂的活性已展示于慢性压迫性损伤的研究中(文克拉等人,2006;WO 2008/
011006;US 2009/0203616)。α‑芋螺毒素(包括RgIA)关于抑制免疫细胞的迁移的活性已展
示于慢性压迫性损伤的研究中(文克拉等人,2006;WO 2008/011006;US 2009/0203616)。
移的能力。在其它实施例中,化合物的有效性是基于其减缓脱髓鞘作用和/或增加完整神经
纤维的数目的能力。
神经或疼痛感受器损伤、炎症性病症、代谢失调、病毒感染、癌症、化学治疗剂引发的疼痛、
外科手术后引发的疼痛以及由烧伤或其它身体组织损伤引发的疼痛。
(包括溃疡性结肠炎和克罗恩氏病(Crohn's disease))、类肉瘤病、子宫内膜异位、子宫肌
瘤、炎症性皮肤病(包括牛皮癣和伤口愈合不良)、肺炎症性病况(包括哮喘和慢性阻塞性肺
病)、与神经系统的炎症相关的疾病(包括帕金森氏病(Parkinson's Disease)和阿兹海默
氏病(Alzheimer's Disease))、牙周病和心血管疾病。
包括癌细胞增殖的抑制(陈(Chen)等人,2011)。在某些实施例中,RgIA类似物以治疗量使
用,以便通过抑制α9‑nAChR来抑制肿瘤生长。
以及研究用动物(猴子、大鼠、小鼠、鱼等))。治疗受试者包括传递治疗有效量的所披露的芋
螺毒素肽。治疗有效量包括提供有效量、预防性治疗和/或治疗性治疗的量。
中的有效性的研究分析中,本文所披露的有效量导致所需的生理学变化。
予治疗以减弱、防止或减少疼痛、炎症性病况、炎症和/或癌症进一步发展的风险。因此,预
防性治疗起到对疼痛、炎症性病况、炎症和/或癌症的预防性治疗的作用。
的那些迹象或症状。治疗性治疗可减轻、控制或消除疼痛、炎症性病况、炎症和/或癌症的存
在或活性,和/或减轻、控制或消除疼痛、炎症性病况、炎症和/或癌症的副作用。
症性介体的含量和/或受试者报告的主观疼痛程度的量。
含量和/或受试者报告的主观疼痛程度的量。
和/或受试者报告的主观疼痛程度的量。
相关的疼痛,此导致机械性痛觉过敏、机械性异常疼痛、热(热引发的)痛觉过敏、热(冷引发
的)异常疼痛和/或受试者报告的主观疼痛程度减少。
化疗敏感性或辐射敏感性、抑制癌细胞附近的血管生成、抑制癌细胞增殖细胞、抑制肿瘤生
长细胞、防止转移、延长受试者寿命、减轻癌症相关的疼痛和/或减少治疗后受试者的癌症
复发或再次发生的量。
在针对特定目标的细胞培养物中所判断。所述信息可用于更精确判断对相关受试者的适用
剂量。
炎症性病况类型或癌症类型、前期或同步治疗性干预、受试者的特发症以及投予途径。
肽,更优选在0.05mg/kg到75mg/kg芋螺毒素肽剂量范围内显示其作用。适合剂量可以每天
多个子剂量投予。通常,剂量或子剂量可在每单位剂型中含有0.1mg到500mg芋螺毒素肽。更
优选的剂量将含有每单位剂型中0.5mg到100mg芋螺毒素肽。
kg、40μg/kg、45μg/kg、50μg/kg、55μg/kg、60μg/kg、65μg/kg、70μg/kg、75μg/kg、80μg/kg、85
μg/kg、90μg/kg、95μg/kg、100μg/kg、150μg/kg、200μg/kg、250μg/kg、350μg/kg、400μg/kg、
450μg/kg、500μg/kg、550μg/kg、600μg/kg、650μg/kg、700μg/kg、750μg/kg、800μg/kg、850μ
g/kg、900μg/kg、950μg/kg、1000μg/kg、0.1mg/kg到5mg/kg或0.5mg/kg到1mg/kg。在其它实
例中,剂量可包括1mg/kg、5mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg、25mg/kg、30mg/kg、35mg/kg、
40mg/kg、45mg/kg、50mg/kg、55mg/kg、60mg/kg、65mg/kg、70mg/kg、75mg/kg、80mg/kg、85mg/
kg、90mg/kg、95mg/kg、100mg/kg、150mg/kg、200mg/kg、250mg/kg、350mg/kg、400mg/kg、
450mg/kg、500mg/kg、550mg/kg、600mg/kg、650mg/kg、700mg/kg、750mg/kg、800mg/kg、
850mg/kg、900mg/kg、950mg/kg、1000mg/kg或1000mg/kg以上。
(或通过不同且更局部的传递途径的较高有效剂量)。预期例如24小时连续给药或每天多次
给药达到芋螺毒素肽的适当全身含量。
每9个月、每10个月、每11个月或每年)投予单个或多个剂量达到治疗有效量。
接受的任何投予模式,意思是根据可靠的医学判断,提供治疗有效量的芋螺毒素肽且不引
起临床上不可接受的副作用超过投予益处的任何方式。示范性投予途径包括静脉内投予、
皮内投予、动脉内投予、肠内投予、鼻内投予、结节内投予、淋巴内投予、腹膜内投予、病灶内
投予、前列腺内投予、阴道内投予、直肠内投予、局部投予、鞘内投予、瘤内投予、肌肉内投
予、囊泡内投予、口服投予、皮下投予和/或舌下投予,且更特定地通过静脉内注射、皮内注
射、动脉内注射、肠内注射、鼻内注射、结节内注射、淋巴内注射、腹膜内注射、病灶内注射、
前列腺内注射、阴道内注射、直肠内注射、局部注射、鞘内注射、瘤内注射、肌肉内注射、囊泡
内注射、口服注入、皮下注射和/或舌下注射。
区域。适合传递系统描述于美国专利第5,550,050号和公开的PCT申请案第WO 92/19195号、
第WO 94/25503号、第WO 95/01203号、第WO 95/05452号、第WO 96/02286号、第WO 96/02646
号、第WO 96/40871号、第WO 96/40959号以及第WO 97/12635号中。
现象、突变和/或序列变异体,其中所述改变不影响所编码的芋螺毒素肽的功能。术语“基
因”不仅可包括编码序列,而且还包括调节区(例如启动子、增强子)和终止区。所述术语进
一步可包括所有内含子和从mRNA转录剪接的其它DNA序列,以及因替代剪接位点所导致的
变异体。编码芋螺毒素肽的核酸序列可为引导芋螺毒素肽的表达的DNA或RNA。这些核酸序
列可为经转录到RNA中的DNA股序列或转译成蛋白质的RNA序列。核酸序列同时包括全长核
酸序列以及源自全长蛋白质的非全长序列。序列还可包括可引入以在特定细胞类型中提供
密码子偏好的天然序列的简并密码子。本文所披露的编码芋螺毒素肽的基因序列可在可公
开获得的数据库和出版物中获得。
聚核苷酸(例如微环质体)可进一步包括任何额外序列信息以促进遗传物质(例如编码芋螺
毒素肽的序列)向细胞的转移。举例来说,聚核苷酸可包括启动子,例如一般启动子、组织特
异性启动子、细胞特异性激活子和/或对核或细胞质特异的启动子。启动子和质体(例如微
环质体)通常为所属领域中众所周知的,且可使用常规技术制备。如本文进一步描述,聚核
苷酸可用于转染细胞。除非另作规定,否则术语转染(transfect、transfected或
transfecting)可用于指示细胞中外源聚核苷酸或由其表达的多肽的存在。如所属领域中
所已知,已知许多载剂能够介导基因向细胞的转移。
选候选药物。
用且预期为医药学上可接受的任何化学类别。候选药物可发现于自然界,由组合化学方法
合成和/或经合理药物设计形成。
毒素肽的治疗活性的候选药物的方法中。所述方法包括以下步骤:(a)对候选药物进行生物
分析以判定其治疗活性;和(b)将从候选药物的生物分析所得结果与从本文所披露的芋螺
毒素肽的生物分析所得结果对比。
的嵌入剂)、DNA弯曲剂、错配结合蛋白和/或烷基化剂。
括三维结构分析、丙氨酸扫描、分子建模以及抗id抗体的使用。所述技术可包括提供界定由
芋螺毒素肽和nAChR的α9α10亚型形成的蛋白质复合物的三维结构的原子配位,以及基于所
述原子配位设计或选择能够干扰芋螺毒素肽与nAChR的α9α10亚型之间的相互作用的候选
药物。
法(例如将纯肽用作为口服组合物的活性剂可能具有挑战性,因为纯肽容易被消化道中的
蛋白酶快速降解)的情况下,这一方法可为合意的。模拟设计、合成以及测试也用于避免针
对目标特性随机筛选大量分子。
合、大小和/或电荷)对候选药物的结构建模。计算分析、相似度映射(其模拟候选药物的电
荷和/或体积,而非原子间的键结)和其它技术可用于此建模过程。
素肽的生物活性。或者,在候选药物基于肽的情况下,可通过将肽环化实现较高稳定性,增
加肽的刚性。连接有化学基团的候选药物可经进一步筛选以确保候选药物保留目标特性。
随后可进行进一步优化或修饰,以得到一或多个最终候选药物用于体内或临床测试。
单元含有治疗有效量,或治疗有效量的倍数(高达四倍)或分数(低至四十分之一)的芋螺毒
素肽与药学上可接受的载剂。医药组合物是否含有每日剂量、或例如每日剂量的一半、三分
之一或四分之一,将视所述医药组合物分别是每天一次、例如两次、三次或四次投予而定。
而选择。仅需使芋螺毒素肽构成治疗有效量,也就是使得适合有效剂量将与单个或多个单
位剂量所使用的剂型一致。
它药物或试剂。其它药物或试剂的实例包括临床医学的所有主要领域中的镇痛剂、细胞激
素和治疗剂。当与其它药物或试剂一同使用时,芋螺毒素肽可以药物混合剂的形式传递。混
合剂为芋螺毒素肽中的任一者与另一药物或试剂的混合物。在这一实施例中,常见投予媒
剂(例如丸剂、片剂、植入物、泵、可注射溶液等)将含有芋螺毒素肽与其它药物或试剂的组
合。混合剂的个别组分可各自以治疗有效量投予,或其投予的组合可产生治疗有效量。
剂。示范性药学上可接受的载剂和配方披露于雷明顿(Remington),2005中。此外,医药组合
物可经制备以满足具有生物标准的美国食品药物管理(FDA)局(U.S.Food and Drug
Administration(FDA)Office of Biological Standards)和/或其它相关外国管制机关所
要求的无菌、发热性和/或通用安全和纯度标准。
定剂、缓冲剂、螯合剂、凝胶、粘合剂、崩解剂、湿润剂、乳化剂、润滑剂、着色剂、调味剂、甜味
剂和芳香剂。
剂、组氨酸缓冲剂和三甲胺盐。
酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、邻苯二酚、间苯二酚、环己醇和3‑戊醇。
(BHA)、丁基化羟基甲苯(BHT)、卵磷脂、没食子酸丙酯、α‑生育酚、金属螯合剂、柠檬酸、乙二
胺四乙酸(EDTA)、山梨糖醇、酒石酸和磷酸。
其它盐在处理这些芋螺毒素肽时或在预期非药剂类型用途的情况下具有效用。这些芋螺毒
素肽的盐可通过所属领域中所公认的技术制备。
酸盐、顺丁烯二酸盐、甲磺酸盐、羟乙基磺酸盐(isothionate)、茶碱乙酸盐和水杨酸盐。也
可使用较低碳数烷基四级铵盐。
接受的载剂中的任一者,在口服固体制剂(例如散剂、胶囊和片剂)的情况下,例如淀粉、糖、
稀释剂、粒化剂、润滑剂、粘合剂、崩散剂等;或在口服液体制剂(例如悬浮液、酏剂或溶液)
的情况下,例如水、二醇、油、醇、调味剂、防腐剂、着色剂、悬浮剂等的载剂。由于片剂和胶囊
容易投予,因此其可代表有利的口服单位剂型,所述情况下,显然采用固体医药载剂。如果
需要,那么片剂可通过标准技术经糖衣包覆或经肠溶衣包覆。芋螺毒素肽可经囊封,以使其
稳定地通过胃肠道,且同时,在某些实施例中,允许通过血脑屏障。参见例如WO 96/11698。
油、植物油或合成来源的油。载剂还可含有其它成分,例如防腐剂、悬浮剂、增溶剂、缓冲剂
等。
或其药学上可接受的盐在适合稀释剂中的溶液。
(例如配制成微溶盐)。
视其化学性质而定在投予后释放芋螺毒素肽达数周至超过100天。
号、第4,353,888号和第5,084,350号)、连续释放聚合物植入物(参见例如美国专利第4,
883,666号)和大型胶囊化(参见例如美国专利第5,284,761号、第5,158,881号、第4,976,
859号和第4,968,733号,以及公开的PCT专利申请案WO92/19195、WO 95/05452)实现。
NO:11、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:14、SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16、SEQ ID
NO:17、SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20或SEQ ID NO:21。
素肽或如实施例8的医药组合物,从而治疗所述病况。
相关和/或由其诱发的疼痛、与代谢失调相关和/由其诱发的疼痛、与病毒感染相关和/或由
其诱发的疼痛、与癌症相关和/或由其诱发的疼痛、与化学治疗剂相关和/或由其诱发的疼
痛、与外科手术相关和/或其后诱发的疼痛和/或与烧伤和/或其它身体组织损伤相关和/或
由其诱发的疼痛。
况、与神经系统炎症相关的疾病、牙周病和/或心血管疾病。
或相似的结果。
2 19 GCCTDPRCX2X3QCR
3 3 GCCTDPRCX2X3QCY
4 4 GCCTDPRCX2X3QCRRR
5 5 GCCTDPRCX2X3QCYRR
6 6 GCCTDPRCX2X3QCRRY
7 7 GCCTDPRCX2X3QCF
8 8 GCCTDPRCX2X3QCW
9 9 GCCTDPRCX2X3QCYY
10 10 GCCTDPRCX2X3QCYR
11 11 GCCTDPRCRX3QCY
12 12 GCCTDPRCRX3QCRRR
13 13 GCCTDPRCRX3QCYRR
14 14 GCCTDPRCRX3QCRRY
1 15 GCCTDPRCRX3QCF
16 16 GCCTDPRCRX3QCW
17 17 GCCTDPRCRX3QCYY
18 18 GCCTDPRCRX3QCYR
20 GX4X4TDPRCX2X3QCR
21 GCCSDPRCRX3RCR
2005)。卵母细胞系统具有的优势为提供关于拮抗剂活性对于促效剂活性的实时信息,并且
可通过异位机制检测芋螺毒素肽类似物的作用。对α9α10受体具有活性的化合物将针对α7
和α1β1δεnAChR经反向筛选,所述两种亚型与α9α10最密切相关。经选择以用于进一步研发
的芋螺毒素肽类似物将展示出:对于α9α10受体的IC50≤100nM且Imax≥80%,且对于α9α10
的选择性相较于α7或α1β1δε≥200倍。不符合这些准则的芋螺毒素肽类似物将被丢弃,不作
进一步评估,其余类似物则将针对nAChR子单元的所有可表达的逐对和同源组合进行详细
测试,以判定其亚型特异性。将取得各亚型组合的剂量‑反应曲线和动力学常数(包括缔合
和解离常数)。由于使用卵母细胞代表功能性分析,因此也可分析芋螺毒素肽类似物的其它
更细微特征,例如其对反转电位的影响和电压与其阻断的相关性。
μM(n=3‑5)。因此,类似物2(SEQ ID NO:4)对α9α10 nAChR的IC50与对其它主要亚型的IC50
相差1000倍,所述其它主要亚型包括肌肉nAChR(α1β1γδ)和神经元nAChR(α2β2、α2β4、α3β
2、α3β4、α4β2、α4β4、α6/α3β2、α6β4和α7)。
素运输蛋白和受体。
达nAChR的人类胎肾(HEK)细胞已成功用于表达许多nAChR亚型(卡佩利(Capelli)等人,
2011;阿卜杜拉赫曼诺夫(Abdrakhmanova)等人,2010;肖(Xiao)等人,2009;克菈昆
(Kracun)等人,2008;肖等人,1998)。这些细胞的优势在于不会天然表达nAChR。使用HEK293
细胞构建表达α9α10 nAChR的稳定纯系。主要表达构筑体含有由脑心肌炎病毒内部核糖体
进入序列(IRES)分隔的α9和α10的编码序列。观测到RNA(紫苜蓿嵌纹病毒的RNA4的5'UTR
(未转译区)‑α9编码序列‑α9的部分3'UTR序列)和RNA(紫苜蓿嵌纹病毒的RNA4的5'UTR‑α10
编码序列‑α10的部分3'UTR序列)的混合物导致爪蟾卵母细胞在过渡性转染后高度表达α9α
10受体。这两个表达卡匣选殖到细胞巨大病毒启动子下游的pIRES载体中,并且可选择标记
置换为(绿色荧光蛋白(GFP):匀霉素(zeocin)基因(班尼特等人,1998),以允许通过基于
GFP荧光和基于匀霉素的选择的纯系识别。
并且使用基于荧光显微术的胞内钙分析识别表达功能性α9α10受体的纯系(卡佩利等人,
2011;克菈昆等人,2008;泰歇特(Teichert)等人,2012)。转染四十八小时后,通过FACS分离
GFP表达细胞并且将其接种到完全培养基中。接种二十四小时后,一部分细胞(约50,000个)
重新接种到聚赖氨酸涂覆的24孔板上,用于钙成像研究。通过将细胞暴露于钙敏感的荧光
染料荧光‑4‑乙酰氧基甲酯(Fura‑2‑AM,Invitrogen)进行钙成像。Fura‑2‑AM进入细胞,且
与钙结合后激发光谱发生改变(巴雷托‑常(Barreto‑Chang)和多尔梅奇(Dolmetsch),
2009)。由于胞内钙含量与α9α10受体表达成正比升高,因此此分析可识别高度表达的殖株。
将使用用于Fura‑2‑AM的标准比例成像视讯显微术。将监测促效剂和拮抗剂对荧光发射的
作用。未经转染的细胞将用作阴性对照,且形成的α3β4 nAChR细胞株将用作阳性对照。稳定
表达受体的纯系将于选择下生长且根据标准方法冷藏。最终细胞株将使用膜片箝制电生理
技术进行分析,以确认所表达受体的药理学和功能。
列‑3'α9UTR)‑双向启动子‑(5'α10UTR‑α10编码序列‑3'α10UTR),和如前所述将可选择标记
置换为GFP:匀霉素;和(2)将cDNA编码α9α10与其内源UTR一起插入pTRE3G‑hyg载体(四环素
诱导双向载体),和将选择标记置换为GFP:匀霉素,以产生用于表达的四环素诱导系统。对
于替代性系统#2,HEK293 细胞(Clontech)经转染,且基因表达将通过向培养基添
加多西环素(doxycycline)开始。
斜置烙铁头(RX‑80HRT‑5.4D)(固特(Goot),广岛市(Hiroshima),日本)的温控超焊台引发
损伤。这一程序导致全皮层热损伤。使用苏木素(hematoxylin)和曙红(eosin)的皮肤组织
学确认这一损伤的深度和重复性。为防止感染,每天一次向后爪上受伤部位或未受伤部位
施用磺胺嘧啶银(1%)软膏,直到受伤动物形成疤痕组织(损伤后7天)。为检验芋螺毒素肽
对热损伤诱发的疼痛的功效和效能,损伤后分析机械性异常疼痛和热痛觉过敏持续高达21
天。
近的未受损神经暴露于化学炎症性介体的环境中,所述环境与临床中创伤性损伤中所见相
似。SNL模型为实验性神经痛的广泛接受模型,其在结扎的1到2天内可靠地产生热痛觉过敏
和机械性异常疼痛,具有低变异性且不存在运动协调缺陷(金姆(Kim)等人,1992)。
交互处理消毒手术部位。手术在解剖显微镜帮助下进行。在自动物的中线向外侧0.8cm处制
造约2cm的纵向切口。切口暴露脊椎旁肌肉,所述脊椎旁肌肉与相邻的结缔组织一起从L5脊
椎突的位准移到荐骨。L6横突移动到非常靠近脊椎,允许接入L4和L5脊神经。将6‑0丝线置
放于L5神经下方,且将所述神经紧扎。对于假手术组动物,将线置放于L5神经下方,但去除
且不结扎。无可见出血存在的情况下,伤口逐层闭合。使用3‑0丝线缝合筋膜,且使用金属创
缘夹使皮肤闭合。中断麻醉,且将动物送回其笼子。给予两剂0.05mg/kg丁基原啡因皮下注
射;一剂紧随手术之后,且一剂在术后8小时。这一止痛法因手术的侵袭力而为必需的,且不
影响随后对芋螺毒素肽的镇痛活性的测量。对术后具有明显运动缺陷的动物实施安乐死且
从行为研究中排除。
大鼠。所述程序开始之前使大鼠适应测试室环境20分钟。装置向后爪的足底中部区域传递
压力持续15秒(增量为2g/s)。测试的上限临限值为30克。比较受伤大鼠从刺激移开爪子时
的压力(缩足临限值)与受伤前大鼠移开爪子时的压力(基线临限值)。随后评估芋螺毒素肽
处理对于缩足临限值的作用。经假手术操作且用媒剂处理的动物充当对照组。各时间点对
每只动物进行三次重复测量。
械性异常疼痛测试一样,动物在受伤前经测试形成基线反应。为确定热缩足临限值,使用足
底测试(哈格里夫法(Hargreaves method))(哈格里夫(Hargreaves)等人,1988)。将动物置
放在位于架高温控玻璃板上的丙烯酸封闭区中。辐射热源(可见光)聚焦在后爪的足底表面
上,且当爪从热源撤回时识别出热临限值。
脊髓的背角以及其它神经系统组分。针对p38MAPK、磷酸化p38MAPK、OX‑42、c‑Fos、抑钙素基
因相关肽(CGRP)、物质P、μ‑型类鸦片受体、神经元核抗原和其它分子产生的抗体按需要用
于这些分析。为获得组织,使用戊巴比妥钠麻醉大鼠且随后通过使用4%三聚甲醛的放血‑
灌注使其安乐死。组织在4%三聚甲醛中后固定24小时且随后储存在30%蔗糖中直到切片。
在低温控制器上将组织以30μm直接冷冻切片到经处理载玻片上。使用PBS清洗载玻片且使
用特定一级抗体培育,以标记相关分子。经荧光标记或生物素结合的二级抗体用作检测试
剂,且所得载玻片通过荧光显微镜或亮视野显微镜目测。
大约一半相一致,且预期产生最大血清浓度约为各类似物对α9α10受体的IC50。芋螺毒素肽
或媒剂对照处理从损伤之日开始且持续21天。在第7天,第14天和第21天对动物进行评定。
测试在即将剂量投予之前(最后一次剂量后24小时)和测试当天的剂量投予后30分钟时进
行。研究终点包括机械性缩足临限值和热缩足临限值、每日临床观测和每周的体重。此初始
研究可用于选择用于剂量‑反应研究的两种最有效类似物。
于热损伤后的疼痛为有效止痛剂,那么如减少的疼痛信号传导所测量,在脊髓中应观测到
CGRP和物质P的表达相应减少。为测试这一假设,大鼠经受右后爪的热损伤,且其后24小时
开始每天皮下投予芋螺毒素肽或媒剂。各组动物(n=5/组)于24小时、1周和2周时处死,且
其组织通过灌注固定而固定。将采出的组织冷冻且切片到载玻片上。在缓冲剂中冲洗载玻
片,使用针对CGRP的一级抗体(1:10,000;Immunostar)或针对物质P的一级抗体(1:50,000;
Immunostar)培育24小时,且使用适当二级抗体和镍增强的二氨基联苯胺显色。
和经媒剂处理的大鼠。荧光免疫组织化学用以检测神经纤维神经支配的变化、各种炎症性
介体的表达、瘢痕形成的分子决定因素、细胞增殖标记和基质重塑所涉及的蛋白质。
CINP为神经痛(NPP)的高度相关且广泛使用的模型(奥捷(Authier)等人,2009)。长期使用
OXA处理的大鼠产生末梢NPP,包括机械性痛觉过敏、机械性异常疼痛和热异常疼痛(图4A到
4J)。在这一模型中,RgIA的每日投予在第14天和第21天具有显著镇痛作用(图4A、4B、4E、4F
和4I)。这些数据用作RgIA可预防化学疗法诱发的末梢NPP的概念的证据。使用相同模型评
估芋螺毒素肽的体内镇痛潜力。图4C、4D、4G、4H和4J展示表明类似物3(也称为CSP‑4;SEQ
ID NO:3)在此预防性处理范例中的镇痛作用的数据。
被试验。在额外研究中,芋螺毒素肽经测试且其功效与按低效剂量投予时的功效相比较。
中。从给定实验的指定日期开始,每天将RgIA和芋螺毒素肽、阳性对照药物或阴性对照媒剂
肌肉内(i.m.)投予或皮下(s.c.)投予(班尼特(Bennett),2003)。阳性对照药物的实例包括
加巴喷丁(gabapentin)/普瑞巴林(pregabalin)和吗啡(morphine)。对于预防模式的处理,
大鼠自OXA注射的前一天开始接收RgIA或芋螺毒素肽持续21天。对于治疗性处理,药物投予
从NPP开始后开始,这对OXA CINP来说通常为14天。
产生的机械性异常疼痛。冷异常疼痛使用如下所述的冷板测试测量。所有测试的测量在第0
天(基线)、第7天、第14天和第21天进行,从治疗后30分钟和/或治疗后24小时开始。
的基因表达程度。
5天,持续3周(15次腹膜内注射)。在OXA投予的第一天开始,按三个剂量水平(0.89nmol/kg、
2.67nmol/kg和8.0nmol/kg)将RgIA或CSP‑4替代性地肌肉内注射入右侧和左侧外股肌。如
图4所指示,从处理后30分钟和/或处理后24小时开始,在第0天、第7天、第14天和第21天进
行测量。通过兰德尔‑塞利特测试测量机械性痛觉过敏。如本文所述使用von Frey测试测量
机械性异常疼痛。使用冷板测试测量冷异常疼痛,其中冷板保持在4℃下且直到测量到第一
个疼痛相关行为(包括举起和/或舔舐与冷板接触的爪子)的迹象。
kg 和8.0nmol kg )下显著预防OXA诱发的痛觉过敏(图4A到D)。注射30分钟后测量时,
‑1
RgIA和CSP‑4使疼痛临限值急剧增大。24小时后疗效仍显著。普瑞巴林展示与0.89nmol kg
(所测试的最低剂量)给药的芋螺毒素肽相似的特征曲线。
中。在第7天,OXA处理诱发的疼痛临限值减少在2.67nmol kg 和8.0nmol kg 的RgIA和
CSP‑4投予30分钟后恢复;24小时后未观测到镇痛作用。普瑞巴林展示相似作用。在第14天
和第21天,RgIA和CSP‑4(所有剂量)和普瑞巴林在注射30分钟和24小时后均具活性,表明
RgIA和CSP‑4的长期镇痛作用。
CSP‑4的重复投予(第7天为2.67nmol kg 和8.0nmol kg ,且第14天和第21天的所有剂量)
能够预防OXA诱发的冷异常疼痛。
伤诱发的疼痛的能力,如通过以下一或多者的减轻来测量:机械性异常疼痛、热痛觉过敏
和/或炎症性标记的表达。
射可通过包括皮下或肌肉内的途径投予。
测量。此外,在源自相同动物的血浆、爪组织、DRG和脊髓样品中测量炎症性标记的含量。通
过qPCR测量的炎症性介体包括物质P、CGRP、TGF‑β、TNF‑α、IL‑6和IL‑1β。DRG和脊髓中的选
择性标记通过免疫组织化学法使用巨噬细胞标记特异性抗体和T细胞标记特异性抗体分
析。
方法以全部三个测试剂量(4mcg/Kg、20mcg/Kg和100mcg/Kg)所测量。
值将视为显著。
述,采取对机械敏感性和机械性痛觉过敏的手术前测量,以便为芋螺毒素肽对减轻机械性
异常疼痛和痛觉过敏的功效的评估提供基线值。
通过包括皮下或肌肉内的途径投予。
(eVF,IITC Life 伍德兰希尔斯(Woodland Hills),加拿大(CA))测量机械敏感
性的值。动物置放在个别丙烯酸室中的金属筛网表面上,且在测试前允许动物用最少15分
钟适应环境。刺激以与爪子的足底表面垂直的方式存在,且逐渐施加压力。当注意到正面响
应(爪子骤然缩回)或爪子举离筛网表面时记录爪子缩足临限值。每个时间点每只后爪测量
三个eVF临限值。取3个值的平均值作为那一时间点的爪子缩足临限值。刺激经设计以测量
反应临限值,其为可免除的,且不对动物造成伤害。
试室。动物置于将动物悬起的约束吊带上,保持后肢可用于测试。通过锥形尖端向后爪的足
底表面施加刺激,且在约10秒内逐渐施加压力。第一次观测到疼痛反应行为(嘶叫、挣扎或
缩足)时记录爪子压迫临限值。每只爪采取一次读数,且使用300g的最大刺激截断值,以防
止伤害动物。刺激源经设计以测量反应临限值,刺激源可经免除,且不对动物造成伤害。
围内。参见例如马尼亚蒂斯(Maniatis)等人,分子克隆(Molecular Cloning)(冷泉港实验
室出版社(Cold Spring Harbor Laboratory Press),冷泉港(Cold Spring Harbor),纽
约,1982);萨姆布鲁克(Sambrook)等人,分子克隆,第2版(冷泉港实验室出版社,冷泉港,纽
约,1989);萨姆布鲁克和拉塞尔(Russell),分子克隆,第3版(冷泉港实验室出版社,冷泉
港,纽约,2001);奥苏贝尔(Ausubel)等人,分子生物学实验指南(Current Protocols in
Molecular Biology)(约翰·威利父子(John Wiley&Sons),更新到2005);格洛弗
(Glover),DNA克隆(DNA Cloning)(IRL出版社(IRL Press),牛津,1985);安纳德,分析复杂
基因组的技术(Techniques for the Analysis of Complex Genomes),(学术出版社,纽
约,1992);格思里(Guthrie)和芬克(Fink),酵母遗传学和分子生物学指南(Guide to
Yeast Genetics and Molecular Biology)(学术出版社,纽约,1991);哈洛(Harlow)和莱
恩(Lane),抗体(Antibodies),(冷泉港实验室出版社,冷泉港,纽约,1998);雅各比
(Jakoby)和派斯坦(Pastan),1979;核酸杂交(Nucleic Acid Hybridization)(B.D.哈梅斯
(B.D.Hames)和S.J.希金斯(S.J.Higgins)编1984);转录和转译(Transcription And
Translation)(B.D.哈梅斯和S.J.希金斯编1984);动物细胞培养(Culture Of Animal
Cells)(R.I.费舍尼(R.I.Freshney),艾伦·R·利斯公司(Alan R.Liss,Inc.),1987);固
定化细胞和酶(Immobilized Cells And Enzymes)(IRL出版社(IRL Press),1986);B.旁巴
(B.Perbal),分子克隆实用指南(A Practical Guide To Molecular Cloning)(1984);酶
学方法论文(the treatise,Methods In Enzymology)(学术出版社公司(Academic Press,
Inc.),纽约(N.Y.));用于哺乳动物细胞的基因转移载体(Gene Transfer Vectors For
Mammalian Cells)(J.H.米勒(J.H.Miller)和M.P.卡洛斯(M.P.Calos)编,1987,冷泉港实
验室);细胞和分子生物学中的免疫化学方法(Immunochemical Methods In Cell And
Molecular Biology)(迈尔(Mayer)和沃克(Walker)编,学术出版社,伦敦,1987);实验免疫
学手册(Handbook Of Experimental Immunology),第I卷‑第IV卷(D.M.魏尔(D.M.Weir)和
C.C.布莱克威尔(C.C.Blackwell)编,1986);瑞特(Riott),基础免疫学(Essential
Immunology),第6版(布莱克威尔科学出版(Blackwell Scientific Publications),牛津
(Oxford),1988);霍根(Hogan)等人,操纵小鼠胚胎(Manipulating the Mouse Embryo),
(冷泉港实验室出版社,冷泉港,纽约,1986);韦斯特,M(Westerfield,M.),斑马鱼手册(The
zebrafish book).实验室使用斑马鱼指南(A guide for the laboratory use of
zebrafish)(斑马鱼(Danio rerio)),第4版(俄勒冈大学出版社(Univ.of Oregon Press),
尤金(Eugene),俄勒冈州(Oregon),2000)。
including)”应理解成以下叙述:“包含、由…组成、或基本上由…组成”。如本文所使用,过
渡术语“包含(comprise、comprises)”意思是包括但不限于,且允许包括以下各者:未指定
的组件、步骤、成分或组分,即使大量时也如此。过渡用语“由…组成”排除任何未指定的组
件、步骤、成分或组分。过渡用语“基本上由…组成”将实施例的范围限制为指定组件、步骤、
成分或组分,以及不会显著影响实施例的那些。如本文所使用,材料作用将导致本文所披露
的芋螺毒素肽阻断nAChR的α9/α10亚型的能力相较于RgIA统计学上显著降低。
数值参数为可视本发明设法获得的所要特性而改变的近似值。至少且不试图限制将等同原
则应用于权利要求书的范围,各数值参数至少应根据所报告的有效位的数值且通过应用一
般舍入技术解释。当需要进一步明确时,术语“约”在与所述数值或范围结合使用时具有由
所属领域的技术人员合理归于其的含义,也就是指示比所述值或范围略多或略少,在所述
值的±20%;所述值的±19%;所述值的±18%;所述值的±17%;所述值的±16%;所述值
的±15%;所述值的±14%;所述值的±13%;所述值的±12%;所述值的±11%;所述值的
±10%;所述值的±9%;所述值的±8%;所述值的±7%;所述值的±6%;所述值的±5%;
所述值的±4%;所述值的±3%;所述值的±2%;或所述值的±1%的范围内。
差必然产生的某些误差。
复数。本文中值的范围的叙述仅打算作为个别提到属于所述范围的每一各别值的速记法。
除非本文中另作指示,否则每个个别值并入说明书中,就像所述值在本文中个别陈述一样。
除非本文中另作指示或与上下文明显矛盾,否则本文所述的所有方法都可以任何适合次序
执行。使用本文所提供的任何和所有实例或示范性语言(例如“例如”)仅打算优选地阐明本
发明,且不对另外主张的本发明的范围作出限制。本说明书中的任何语言都不应解释为表
示实施本发明所必需的任何非主张要素。
或多个群组成员可出于便利性和/或专利性原因而包括于群组中或从群组中删除。当任何
所述包含或删除发生时,认为说明书含有所修正的群组,因而实现所附权利要求书中所使
用的所有马库西群组(Markush group)的书面描述。
发明者期望所属领域技术人员在适当时使用所述变化,且发明者预期不按本文所具体描述
的方式实施本发明。因此,如果适用法律允许,那么本发明包括随附于本文的权利要求书中
所陈述的目标物的所有修正和等效物。此外,除非本文另外指出或另外与上下文明显矛盾,
否则本发明涵盖上述要素在其所有可能变化中的任何组合。
替代组态。因此,本发明不限于展示和描述的确切内容。
而呈现。就此来说,不试图展示比基本理解本发明所必须的细节更详细的本发明的结构细
节,结合图式和/或实例所作的描述使所属领域的技术人员显而易知可如何具体实施本发
明的若干形式。
构造将导致其无意义或基本上无意义的情况下,定义应取自于韦氏词典(Webster's
Dictionary),第3版或所属领域的技术人员已知的的字典,例如生物化学与分子生物学牛
津字典(Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology)(安东尼·史密
斯(Anthony Smith)编,牛津大学出版社(Oxford University Press),牛津(Oxford),
2004)。
疗学(Neurotherapeutics),2009.6(4):第620‑9页.
(Georg Thieme Verlag),斯图加特(Stuttgart),德国(Ger.)(1974).
(Philadelphia),2005.