[发明专利]用于治疗组织炎症和癌变的鸟苷酸环化酶受体激动剂

说明书

相关申请的交叉引用 

本发明要求以下美国临时申请的权益：2001年3月29日提交的60/279，438；2001年3月29日提交的60/279，437；2001年6月27日提交的60/300，850；2001年7月10日提交的60/303，806；2001年7月25日提交的60/307，358；2002年1月17日提交的60/348，646. 

发明领域

本发明涉及鸟苷酸环化酶受体激动剂作为提高细胞内cGMP产量的方法，在治疗上的用途。该激动剂可以单独使用或者与cGMP-特异的磷酸二酯酶的抑制剂联合使用，以预防或治疗癌变的、癌变前的以及转移性的肿瘤生长，尤其是在胃肠道及肺部。除此以外，该激动剂还可以用于治疗炎症，如溃疡性结肠炎和哮喘。 

发明背景 

尿鸟苷蛋白、鸟苷蛋白和细菌ST肽是在结构上相关的肽，它们与鸟苷酸环化酶受体结合并刺激细胞内产生环化鸟嘌呤核苷单磷酸(cGMP)(1-6)。这导致了囊性纤维化跨膜传导调节蛋白(CFTR)的激活，CFTR是一个顶端膜通道，用于氯从沿肠道排列的肠细胞外排(1-6)。CFTR的激活以及随后的氯的跨上皮分泌的增加导致激发钠和水向肠腔内的分泌。因此，cGMP受体激动剂通过作为CFTR的旁分泌调控因子，可以调控胃肠道内液体和电解质的运输(1-6，美国专利5，489，670)。 

上皮的更新过程包括胃肠道细胞在胃肠腔内的增殖、迁移、分化、衰老以及最终的丧失(7，8)。根据上皮细胞的增殖指数，胃肠粘膜可以分为三个明显的区带。其中的一个区带--增殖区带，由未分化的干 细胞组成，这些干细胞提供新生细胞的持续来源。干细胞向肠腔方向迁移，并被挤压进入肠腔。在迁移时，细胞失去其分裂的能力，并分化为执行胃肠粘膜特异功能的细胞(9)。胃肠粘膜的更新非常迅速，其在24到48小时以内完全更新一次(9)。在这一过程中，突变的和不需要的细胞被新的细胞补充。因此，胃肠粘膜的稳态由增殖速率和细胞凋亡速率之间的平衡的连续维来调控(8)。 

消化道上皮细胞的细胞增殖速率和凋亡速率可以由于多种不同的情况被增加或降低，例如对于生理刺激如衰老、炎症信号、激素、肽、生长因子、化学物质和饮食习惯的反应。除此以外，提高的增殖速率常常与全更新时间的减少和增殖区带的扩张有关(10)。据观察，增殖指数在溃疡性结肠炎和其他胃肠疾病的病理情况下要高很多(11)。因此，肠增生是胃肠炎症和癌症发生的主要促进原因。 

尿鸟苷蛋白和鸟苷蛋白除了具有对肠内液体和离子分泌的调节作用以外，这些肽还可能参与胃肠道粘膜的持续更新。以前在wO01/25266中公开的数据提示，具有尿鸟苷蛋白活性结构域的肽可能具有结肠息肉生长抑制剂的功能，并可能成为结肠癌的一种治疗方法。但是，该功能出现所依据的机制还不能确定，因为wO01/25266中教导尿鸟苷蛋白拮抗肽与称为GC-C的鸟苷酸环化酶受体特异结合，该鸟苷酸环化酶受体最早被描述为大肠杆菌(E.coli)中热稳定的肠毒素(ST)受体(4)。缺失这个鸟苷酸环化酶受体的基因敲除小鼠在肠内对ST表现出抗性，但在肾脏体内实验中，尿鸟苷蛋白和ST的作用没有受到影响(3)。这些结果受到下面事实的进一步支持：鸟苷蛋白引起的膜的去极化被酪氨酸激酶抑制剂--染料木黄酮(5，7，4′-三羟基异黄酮)阻断，而尿鸟苷蛋白引起的膜的超极化不受影响(12，13)。这些数据一起，提示尿鸟苷蛋白也与一个目前还不清楚的、与GC-C不同的受体结合。 

另外一些文章也报道了在癌变早期的结肠息肉和肿瘤组织中，尿鸟苷蛋白和鸟苷蛋白的产量显著降低(14-17)。除此以外，还发现编码尿鸟苷蛋白和鸟苷蛋白的基因定位在常常与人结肠肿瘤中杂合性的丧 失有关的基因组区域内(18-20)。这些发现一起表明尿鸟苷蛋白、鸟苷蛋白以及其他有相似活性的肽可以用于结肠异常性生长的预防和治疗。这个提议得到了最近一项研究的支持，该研究证明了鸟苷蛋白的口服给药抑制了小鼠中息肉的形成(15，16)。 

尿鸟苷蛋白和鸟苷蛋白肽看起来也通过控制细胞的离子流而促进细胞凋亡。细胞凋亡的改变与肿瘤发展为转移性表型有关。原发性的胃肠癌只限于小肠、结肠和直肠，但癌变可以转移并扩张至骨、淋巴结、肝脏、肺、腹膜、卵巢、大脑等部位。通过提高钾离子的外流和钙离子的内流，尿鸟苷蛋白和相关肽可以促进转化细胞的死亡，从而抑制癌变转移。