[发明专利]整联蛋白靶向试剂及使用其的体内和体外成像方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年3月14日提交的共同未决的美国临时专利申请序列号61/036,495的权益和优先权，其全部内容通过引用而结合。

背景

在某些疾病中用于评估分子终点的目前的方法通常要求组织取样或血液取样，外科手术，并且在实验动物的情况下，要求在不同的时间点处死。尽管在非侵入式成像方面有许多改进，仍然急迫地需要灵敏度以及特异性更高的成像试剂以及方法。能够看到特异性分子靶向和/或全部途径的成像技术将显著地提高我们的诊断以及评估对于许多不同的病情治疗干预的疗效的能力。目前大多数成像技术主要报告解剖学或生理学的信息(例如磁共振成像(MRI)，计算机断层摄影术(CT)以及超声)。更新的方式例如光学成像以及新的分子成像探针具有彻底改变检测、治疗以及监控疾病的方法的潜力。

在成像科学中分子成像是一个新领域，它超越了成像结构或生理学的传统意义上的边界并且具有彻底改变目前的研究以及临床实践的潜力。对于分子成像最常规的范例涉及使用选择性地靶向一种特定的基因、蛋白、受体或一种细胞功能的一种“分子”探针或试剂，该特异性靶的缺少、存在或水平表示一种特定的病情。

具体地，光学成像提供了几个优点，这使它在研究以及临床环境中都成为一种有力的分子成像方法。确切地，光学成像可以是快速的、安全的、有成本效益的并且高度敏感的。扫描时间在数秒到数分钟的级别，不需要电离辐射，并且该成像系统可以相对简单地使用。此外，可以将光学探针设计为动态分子成像试剂，它可以改变它们体内的报告图形从而实时提供分子的以及功能性的信息。为了在体内实现最大的渗透以及灵敏度，在生物学系统中对多数光学成像的选择是在红色以及近红外(NIR)光谱区(600-900nm)，尽管还可以使用可见光区域中其他的波长。在NI R波长的范围内，生理学上丰富的吸附剂例如血红蛋白或水的吸收是减少到最小的。

整联蛋白是位于细胞表面上的异源二聚体的膜受体，它结合到细胞外基质(ECM)上。通过细胞外配体结合，这种类型的粘附受体，通过该二聚体亚基的单一的跨膜螺旋向细胞内传送信号，这可以介导多种生物学结果包括细胞生长、存活、分化、以及凋亡。整联蛋白调节细胞周期连同细胞运动以及形态。除了结合到ECM以外，整联蛋白还作为桥将细胞与其他细胞连接。

结构上，整联蛋白是异源二聚体蛋白，它包括α以及β链亚基。存在每种亚基类型的多种形式(18种可能的α链以及8种可能的β链)，提供了组装异源二聚体整联蛋白上的大量的多样性。此外，存在一些亚基的剪接变体，这允许了甚至更多的生物学功能性以及复杂性。整联蛋白包括αv β1、αvβ3、αvβ5、αvβ6、αvβ8、α1β1、α2β1、α3β1、α3β6、α4β1、α4β7、α5β1、α6β4、α7β1、α8β1、α9β1、α10β1、αLβ2、αMβ2、αXβ2、αIIbβ3、以及最近发现的与β1配对的α亚基。在这些整联蛋白中，以下的整联蛋白αv、α5β1、αIIbβ3识别细胞外基质(ECM)的蛋白中的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列。结合整联蛋白的α亚基称作玻连蛋白受体，αvβ3、αvβ5以及纤连蛋白受体α5β1通过这种特异性的三氨基酸部分调节肿瘤细胞迁移以及粘附性(Albelda et al.，CANCER RES.1990，5：6757-6764；Gladson and Cheresh，J.CLIN.INVEST.1991，88：1924-1932；Lafrenie et al.，EUR.J.CANCER，1994，30：2151-2158)。

血管发生是新血管的形成，这对于生长和发育、组织修复以及肿瘤生长是必要的。已知整联蛋白αvβ3、αvβ5以及纤连蛋白受体在血管发生中起重要作用。例如在新生血管形成期间在活化的内皮细胞上整联蛋白αvβ3是高度表达的，而在已形成的血管中只有较弱的存在。该粘附受体αvβ3可以是用于检测任何新脉管系统生长的一种有吸引力的靶。

发明概述