[发明专利]改进的神经营养因子分子

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年10月30日提交的美国临时专利申请号61/256352的权益，所述专利的完整内容通过引用的方式并入。

背景技术

本发明涉及开发和使用增强的神经营养因子多肽，其拥有降低的肝素和硫酸乙酰肝素结合亲和力，但是仍保持神经营养活性；编码所述神经营养因子变体和载体的核酸以及表达增强的神经营养因子多肽的宿主细胞。另外，本发明也包括所述增强的神经营养因子多肽、核酸和宿主细胞在治疗疾病中的用途。

神经胶质细胞系源神经营养因子(GDNF)家族配体(GFLs)是TGF-β超家族的远亲成员，它们是体外强有力的神经营养因子并且对于体内不同神经元群体的发育是重要的(Airaksinen，M.S.等人，(1999)“GDNF family neurotrophic factor signaling：four masters，one servant？(神经胶质细胞系源神经营养因子(GDNF)家族神经营养因子信号传导：四个主导，一个从属？)”Mol.Cell.Neurosci.13，313-325)。该家族存在具有高度序列相似性的四个已知成员：GDNF、neurturin(NRTN)、artemin(ARTN)和persephin(PSPN)。这些因子均通过转染期间重排(RET)的跨膜受体酪氨酸激酶的活化发挥功能，所述活化激活多条信号传导途径。(Knowles，PP.(2006)“Structure and chemical inhibition of the RET tyrosine kinase domain(RET酪氨酸激酶结构域的结构和化学抑制)”，J.Biol.Chem.28133577-33587)。受体复合物中包括高亲和力糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定的细胞表面蛋白，名为GFRα(GDNF家族受体α)，虽然每种GFL存在一种GFRα，但是交叉信号传导在受体复合物之间出现(Airaksinen等人，ibid)。多种GFLs还共有针对肝素的亲和力，PSPN例外，它似乎具有低亲和力或无亲和力(Maxim M.Bespalov博士论文，18.12.2009，赫尔辛基大学)。肝素是一种主要限于肥大细胞的硫酸化多糖。然而，高度相关的硫酸乙酰肝素(HS)更为普遍存在，其位于在细胞表面和胞外基质上。已经表明，GDNF和肝素/HS之间的相互作用显示对2-O-硫酸盐存在的高依赖性(Rickard等人，(2003)“The binding of human glial cell line-derived neurotrophic factor(GDNF)to heparin and heparan sulfate：importance of 2-O-sulfate groups and effects on its interaction with its receptor GFRα1(人神经胶质细胞系源神经营养因子(GDNF)与肝素和硫酸乙酰肝素的结合：2-O-硫酸盐基团的重要性及对与其受体GFRα1相互作用的影响).”Glycobiology 13，419-426)。

由于它们的神经营养性质，GFLs是用于治疗中枢和外周神经系统疾病和损伤的新出现候选物。GFLs如神经营养因子的治疗性用途的核心在于这些分子能够刺激广泛类型的神经元的存活和生长，包括例如多巴胺能神经元、交感神经元、副交感神经元、感觉神经元和脊髓运动神经元。(Bespalov，MM和Saarma，M.(2007)“GDNF family receptor complexes are emerging drug targets(GDNF家族受体复合物是新出现的药物靶).”Trends in Pharm.Sci.28(2)68-74)。例如GDNF蛋白和基因治疗载体中的NRTN均已经在治疗帕金森病的临床试验中施用至患者，并且已经显示刺激动物模型中的多巴胺反转。(Hadaczek等人，(2010)“Pharmacokinetics and bioactivity of glial cell line-derived factor(GDNF)and neurturin(NTN)infused into rat brain(输注至大鼠脑中的神经胶质细胞系源神经营养因子(GDNF)和神经营养因子(NTN)的药物代谢动力学和生物活性).”Neuropharm.581114-1121)。另外，疾病如阿尔茨海默、ALS、癫痫、成瘾性、慢性疼痛和中风也可以得益于基于神经营养因子能够促进神经元存活和生长的神经营养因子疗法。