[发明专利]预防和治疗神经退行性疾病的组合物和方法

说明书

技术领域和背景技术

许多疾病是由蛋白和多肽结构的遗传性或获得性修饰引起的。当成分蛋白经历大小变化或形状变动并伴随所引起的自缔合及组织沉积例如淀粉样纤维时，就会发生构象病。

在神经退行性疾病中，蛋白沉积在一大类病因不同的疾病中的作用越来越明显，包括阿尔茨海默氏病、亨廷顿舞蹈症、帕金森氏病、克-雅二氏病、朊病毒病和二型糖尿病。在每一种不同的疾病中，不同的内源性蛋白自组装成高度有序的纤维状结构。虽然在与这些疾病中的每一种相关的蛋白之间无特定的序列同源性，但是认为它们都涉及蛋白质中的重要构象变化，通常产生具有聚集成水不溶性纤维聚合物的强烈倾向的β-片层结构。

帕金森氏病(PD)是继阿尔茨海默氏病(AD)后的第二最常见的神经退行性疾病，其是一种无法治愈的破坏性的神经系统疾病，侵袭1-2％的老年人口。神经病理学标志的特征为在存活神经元中称为路易体(LB)和营养缺陷型路易神经炎(LN)的嗜酸性包涵体、胞浆内包涵体、蛋白质包涵体的存在下，黑质致密部(substantia nigra pars compacta)中含有多巴胺能神经元的神经黑素的进行性和严重损失。PD的临床特征为运动障碍，其涉及休息性震颤、运动迟缓、姿势不稳、以及伴有非运动性症状如自主的、认知的和精神病学问题的强直。这些病理特征的原因尚未完全弄清，但认为环境因素以及遗传原因或两者的结合会导致上述临床综合征。目前已知小于10％的PD病例具有严格的家族性病因，而多数病例是散发性的。在与家族性PD有关的突变中，已被普遍表征的是α-核突触蛋白(α-syn)基因中的被称为A53T、A30P和E46K的三个错义突变[Lotharius，J.，和Brundin，P.(2002)Nat Rev Neurosci 3(12)，932-942]。

α-syn蛋白由140个氨基酸残基组成。其是一种小而高电荷的天然非折叠蛋白。最初确定其为LB和LN的主要组分。α-syn能够分为三个主要区域：包含序列KTKEGV的若干不完整重复的氨基末端区域、称为非淀粉样组分(NAC)区域的疏水中心结构域以及特征为高度带负电荷氨基酸的羧基末端。其在中枢神经系统(CNS)神经元中显著表达，其位于突触前末梢，与突触囊泡接近并可通过形成两亲性α-螺旋而与类脂膜联系。

α-syn与β-突触核蛋白(β-syn)和γ-突触核蛋白(γ-syn)是突触核蛋白的家族成员。β-syn和γ-syn最初在脑组织中发现，其主要位于突触前神经末梢，而α-syn最初在外周神经系统和视网膜中发现，然而也发现其在某些肿瘤组织中高度表达，包括乳腺、卵巢和膀胱组织。

三种突触核蛋白的序列高度保守，尤其是在它们的N末端结构域中。当比较α-syn和β-syn的序列时，在疏水中心结构域具有主要差异；β-syn为134个氨基酸的蛋白，其缺少α-syn的NAC区域，因此在不同的应激条件下(如自由基或浓度升高)不会聚集形成淀粉样纤维。

在多种神经退行性疾病的病例中，个体突触核蛋白之间定量比例的改变发生以达到α-突触核蛋白的相对比例增加的程度。可在体外检测到β-突触核蛋白能够以剂量依赖的方式抑制α-突触核蛋白的聚集(Hashimoto 等，Neuron 32(2)：213-23[2001])。由α-突触核蛋白过表达而引起正常细胞增殖和分化被破坏的细胞培养物的试验也显示了β-突触核蛋白在治疗意义上具有有利作用，其使这些培养物中神经突的粘附、存活和生长进一步正常化。α-突触核蛋白转基因的小鼠显示该白蛋白的产生升高，从而呈现出α-突触核蛋白和β-突触核蛋白之间的数量比例被破坏。在衰老的过程中，它们形成与路易体相似的神经元内包涵体并且也表现出进行性运动障碍，与帕金森氏病中的功能破坏相似。如果将这些具有α-突触核蛋白的动物与具有β-突触核蛋白的转基因小鼠(显示该白蛋白的产生升高)杂交，显著升高的突触核蛋白总表达水平能够恢复稳态。因此，包涵体数量显著减少，并且可完全防止特征神经元功能丧失。