[发明专利]NELL-1增强的骨矿化作用

说明书

关于在联邦资助的研发下完成的发明权的声明

本工作部分由NIH/NIDR批准号DE9400CRC/NIH批准号RR00865、MH/NIDCR RO3DE 014649-01、NIH/NIDCR K23DE00422和NlH DEO16107-01支持。美国政府对此发明可拥有 某些权利。

有关申请的交叉引用

本申请亦为2006年3月28日提交的美国专利申请11/392,294之部分连续申请，后者是 1999年10月5日提交、以美国专利7,052,856公告的美国专利申请09/412,297的连续申请。 它也是2006年5月15日提交的美国申请10/544,553的部分连续，后者是2004年2月9日 提交的PCT申请PCT/US2004/003808的美国国家阶段，以上所述全部内容均通过引用结合于 此。

发明领域

总地来说，本发明涉及NELL-1肽以及使用所述肽或其组合物来增强骨矿化作用以进行 骨再生和/或骨修补的方法。

发明背景

骨修复和再生过程中的缺陷与人类的几种疾病和障碍，例如骨质疏松症和成骨不全有 关。骨修复或软骨修复机制的故障也和临床整形外科中的重要并发症如纤维性骨不连合导致 的骨折、移植体界面缺陷以及大的同体移植物故障相关。通过开发新的旨在促进和加强骨折 修复过程的治疗方法，可改善许多人的生活品质。

任何能促进骨修复或软骨修复的新技术对骨折的治疗都是有价值的手段。相当部分折断 的骨仍通过浇铸(casting)来治疗，让天然的机制来实行伤口的修复。虽然近年来在骨折的治疗 方面已有了许多进展，包括设备的改进，但能促进(或补充)伤口修复机制的新方法的开发 仍然是本领域的重要进展。例如，试图用骨促进蛋白质或肽(如骨形态发生蛋白，BMP)影 响骨修复的努力还只得到有限的成功。

因此，为了骨再生和骨修复，需要用于增强骨矿化作用的药物和组合物。

因此，需要用于增强软骨再生和修复的药物和组合物。

下述的实施方案针对了以上的问题和需要。

发明概述

本发明叙述一种成骨多肽(NELL-1)，该多肽由人类NELL-1基因编码，用于骨矿化作 用。NELL-1基因和基因产物(如mRNA、cDNA、蛋白质等等)为筛选NELL-1表达和/或活 性的调节剂，并因此为筛选骨形成的调节剂提供了良好的靶标。此外，NELL-1基因可用来增 强骨折修复，例如，作为骨移植物的成分或骨移植物替代替代材料，或者作为单独的药剂而 不用骨移植物或骨移植物替代材料。

在一些实施方案中，本发明提供用于筛选能改变骨矿化作用的试剂的方法。该方法包括 使含有NELL-1基因的细胞与测试试剂接触，并检测该NELL-1基因表达水平的变化，通过 与未接触该测试试剂的细胞中的NELL-1基因表达比较，接触细胞与未接触细胞NELL-1表 达水平(例如，用基因组DNA拷贝数、mRNA水平、蛋白水平、蛋白活性等表示)之差异 就表示该药剂调节了骨矿化作用。该方法还包括测试NELL-1活性调节剂数据库中或骨矿化 调节剂数据库中能改变NELL-1核酸或NELL-1蛋白表达的试剂。在一些实施方案中，通过 测量细胞中NELL-1mRNA水平来检测NELL-1的表达水平(例如，通过使该mRNA与一种 与NELL-1核酸特异性地杂交的探针杂交)。优选的杂交方法包括但不限于Northern印迹(RNA 印迹)、使用从NELL-1衍生的DNA的Southern印迹(DNA印迹)、阵列杂交、亲和层析 以及原位杂交。本发明方法可用在基于列阵的方法。因此，一些实施方案中，该探针是形成 列阵的许多探针中的一个。NELL-1表达的水平还可用核酸扩增反应(如PCR)来测定。

在其它实施方案中，NELL-1表达水平可通过测定生物样品中NELL-1蛋白表达水平来 检测(例如，通过毛细管电泳、Western印迹(蛋白质印迹)、质谱、ELISA、免疫电泳、免 疫组织化学等)。细胞可在活体外，或在活体内和/或在原位培养。在一些实施方案中，测试 试剂不是抗体和/或不是蛋白质和/或不是核酸。优选的测试试剂是小的有机分子。