[发明专利]通过调节自噬抑制基因产物调节自噬的方法

说明书

相关申请

本申请要求2009年9月30日提交的美国临时申请61/247,251，以及2009年9月30提交的美国临时申请61/247,309的优先权。其全部内容在此参考并入。

政府资助

本发明是在美国政府支持下完成的，美国国家卫生研究院授予的研究基金号为AG012859和AG027916的。政府对本发明享有一定的权利。

背景技术

自噬是一种以溶酶体依赖性的方式介导细胞内组分更新的分解代谢过程（Levine and Klionsky,(2004)Dev Cell 6,463-377）。自噬由隔离膜的形成而启动，其扩展吞没部分细胞质从而形成双层囊泡，该双层囊泡被称为自噬体。然后自噬体与溶酶体融合形成自溶酶体，在自溶酶体中，捕获的物质与内膜被溶酶体水解酶降解。因此，自噬对于清除大蛋白复合物和有缺陷的细胞器是至关重要的，并且在细胞生长、存活和体内稳态中起着重要作用。

已有的自噬研究主要在单细胞真核生物中，已知单细胞真核生物对于在饥饿状态下存活是至关重要的。在营养缺乏的条件下培养单细胞真核生物时，细胞可以使用自噬降解的产物，例如氨基酸、脂肪酸和核苷酸作为结构组分和能量来源（Levine and Klionsky,(2004)Dev Cell 6,463-377;Levine and Kroemer,(2008),Cell 132,27-42）。

复杂的多细胞真核生物（例如哺乳动物）的细胞在正常的生理条件下很少有营养缺乏。但是，当这些细胞发生营养缺乏或细胞应激时，自噬通常被正调节，这会提高细胞存活性。由于癌细胞的快速生长和遗传不稳定性，它们的存活和生长比未转化的细胞更依赖于自噬（Ding et al.,(2009),Mol.Cancer Ther.,8(7),2036-2045）。另外，自噬在癌细胞中被频繁激活作为存活机制，以响应由化学治疗剂引起的细胞应激。因此，自噬抑制剂可以单独或与其他癌症治疗相结合作为抗癌治疗药物（Maiuri et al.,(2007)Nat.Rev.Cell Biol.8,741-752;Amaravadi et al.,(2007)J.Clin.Invest.117,326-336）。

也有研究认为自噬在轴突变性中起作用。例如，外伤性脊髓损伤导致轴突内钙水平快速增加，这又导致神经元自噬和细胞死亡增加（Knoferle et al.,(2009),PNAS,1076064-6069）。

自噬除了在响应细胞应激方面有作用外，其还是重要的维持细胞稳态的细胞内机制，所述的细胞稳态是通过功能失常的、老化的或损坏的蛋白质和细胞器的更新维持的（Levine and Kroemer,(2008),Cell 132,27-42）。因此，自噬水平的降低通过增加折叠错误的蛋白质的累积促成了神经退行性病变（Hara et al.,(2006),Nature,441,885-889;Komatsu et al.,(2006),ature,441,880-884）。已经证明自噬上调能降低累积蛋白质的水平并减轻神经退行性疾病的症状（Rubinsztein et al.,(2007),Nat.Rev.Drug Discov.6，304-312）。因此，增强细胞自噬的试剂可以作为治疗和预防神经退行性疾病的药物。

除了癌症和神经退行性疾病之外，自噬调节也是多种其他疾病和紊乱的治疗策略。例如，与折叠错误的蛋白质累积有关的多种肝病、心脏病和肌肉疾病。在所述疾病中，增加细胞自噬的试剂可以增强由疾病引起的聚集物的清除性，从而有助于治疗和减轻疾病的严重程度（Levine and Kroemer,(2008),Cell,132,27-42）。另外，也已经在胰腺疾病中观察到了自噬水平的升高，并且已经证明，自噬水平升高是急性胰腺炎进程中的早期事件（Fortunato and Kroemer,(2009),Autophagy,5(6)）。因此，自噬抑制剂可以作为胰腺炎治疗中的治疗药物。

因此，有大量的证据证明自噬调节是治疗大范围疾病和紊乱的有用方法。但是，因为对哺乳动物自噬调节基因和通路还知之甚少，所以经证实可以作为开发所述疾病治疗新药物和治疗方法的靶点的自噬调控剂还较少。相应地，迫切需要自噬调节和自噬相关疾病治疗的新方法。

发明概述