[发明专利]S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和超氧化物歧化酶(SOD)在制备用于治疗阿尔茨海默病的药物中的用途

说明书

技术领域

本发明涉及S-腺苷甲硫氨酸(SAM)和超氧化物歧化酶(SOD)在制备用于治疗阿尔茨海默病的药物中的用途。

发明背景

阿尔茨海默病(AD)是一种分布非常广泛的神经退行性痴呆形式，其影响着相当大比例的世界上年龄超过70岁的人群，其中男人与女人的比率为1∶2。AD的发病率在不断上升中，原因是更为常见的非遗传性AD形式开始于约70-75岁，而预期寿命由于生活标准的提高和医学与药理学的进步而增加。该疾病还以与染色体14、19和21的某些基因座中的突变相关的遗传传递形式存在(一个典型是唐氏综合征个体)。家族型AD的早发约在50岁出现，并且引起脑变性，之后在2-3年中死亡。该疾病的晚发形式也引起脑变性和死亡，但是在10年或更长的时间内。

脑在神经元之间的间隙中存在大量斑块，并在神经元中(尤其是在大脑皮质、海马和杏仁核的神经元中)、以及在具有认知功能的脑的其它部分中存在典型的神经原纤维缠结。淀粉样蛋白斑块，也称为老年斑，是β-淀粉样蛋白(Aβ)肽的聚合物，Aβ肽衍生自较大的蛋白：β-淀粉样蛋白前体蛋白(APP)。APP是高保守的跨膜糖蛋白超家族的成员。

在最近十年中，从事AD研究的科学家为了了解其病因学(尤其是分子机理)已经进行大量实验。对分子组分及其调节的研究可以阐明其治疗和诊断前景。注意力已经集中于早老蛋白(presenilins)，其在APP加工中的作用以及因而在Aβ产生中的作用似乎具有高度意义。已经证明，这些蛋白，即早老蛋白1(PS1)和早老蛋白2(PS2)，呈现酶活性或调节其它酶(即分泌酶)的活性，分泌酶将APP裂解成通常可降解的代谢物(α-分泌酶)或Aβ肽(β-和γ-分泌酶)。在家族性AD中，编码PS1和PS2的基因的突变导致Aβ的过量生成和特别是同种型Aβ-42(其是高度促淀粉状变的)的蓄积。最近，关于PS1敲除小鼠的实验证实γ-分泌酶活性大幅降低，说明PS1，不仅属于γ-分泌酶复合物，也主要负责Aβ的生成和蓄积。关于β-分泌酶，据认为BACE基因的产物可单独行使β-分泌酶断裂作用。

临床上有用的γ-和β-分泌酶抑制剂的开发可以成为对抗阿尔茨海默病的重要武器，并且是当前神经科学中最令人兴奋的挑战之一。已经清楚地证明，PS1的活性不能被完全抑制，因为需要这种蛋白加工转导因子Notch-1，一种对很多干细胞(如与红细胞生成有关的那些)的成熟而言重要的因子。

可以在能够表达与AD有关的基因的细胞培养系统中成功地研究DNA甲基化对基因表达的调节。作为我们研究的结果，在与老化有关的调节机制方面已经发现了一个非常有趣的迹象，即，老年人中DNA低甲基化的逐步整体增加以及在老年性痴呆患者中观察到的同型半胱氨酸蓄积。同型半胱氨酸蓄积和DNA低甲基化在代谢上相关，因为同型半胱氨酸不能转化成甲硫氨酸，使得代谢向着S-腺苷同型半胱氨酸的合成逆转，已知S-腺苷同型半胱氨酸是强DNA-甲基转化酶抑制剂，并由此诱导DNA低甲基化。依照已经成熟建立的理论——很多基因在特定序列的胞嘧啶去甲基化时表达，这种生物化学方式可能导致未表达的基因表达和正常表达的基因过表达。对于AD，这可能是事实，因为PS1即γ-分泌酶的过表达可以间断地超过α-分泌酶活性，并由此产生Aβ肽，之后肽蓄积，并且可以在很多年后引起该疾病。DNA甲基化在AD中的可能作用的再一迹象是发现：AD患者脑中存在低得多的死后甲基供体水平。S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的较低可得性可能容易地导致与APP代谢有关的基因的表达改变或增加，从而最终导致Aβ肽在老年斑中的蓄积。

已经在表达APP、PS1、PS2、BACE、α-分泌酶、γ-分泌酶的其它组分以及Notch1的成神经细胞瘤系(SK-N-SH)上进行了初步实验。用剥夺了叶酸、维生素B12和维生素B6的培养基处理培养物(为了改变同型半胱氨酸的代谢)，向培养基中加入不同浓度的SAM(以平衡维生素剥夺的影响)。我们发现在剥夺了维生素B的培养基中PS1和BACE表达增加，并且在施用SAM后PS1和BACE表达显著减少。在用HpaII/PCR对APP和PS1启动子进行的实验中，我们发现PS1启动子的CpG位点之一的甲基化有显著差异。我们得出结论，可以通过施用外源性SAM使PS1基因部分沉默。SAM的施用可以减少PS1表达，恢复有利于α-分泌酶的代谢平衡。还用TgCRND8株转基因小鼠和相应对照进行了实验；这些小鼠的特征在于存在人突变的APP基因，并因此可以在短时间内形成淀粉样蛋白斑块。用完全饮食或缺少B族维生素的饮食喂养这些动物；再次，如在细胞中一样，观察到了PS1和BACE表达的增加。