[发明专利]骨保护素的N139突变体蛋白及其相关产品与应用

说明书

本发明公开了骨保护素的突变体蛋白及其相关产品与应用。该骨保护素的突变体蛋白与野生型骨保护素相比，在所述野生型骨保护素的全长序列的第139位氨基酸残基发生替代；所述突变体蛋白具有对RANKL的亲和活性但是所述突变体蛋白对TRAIL的亲和活性低于所述野生型骨保护素。实验证明，本发明的骨保护素的突变体蛋白与相应的野生相比，抑制RANKL诱导破骨细胞分化能力无显著差别，并可以克服野生型抑制TRAIL抗肿瘤作用的缺陷，更高效、安全地发挥防治骨吸收相关疾病的作用。

技术领域

本发明涉及生物技术领域中骨保护素的突变体蛋白及其相关产品与应用。

背景技术

以骨质疏松症、关节炎为代表的骨吸收相关疾病是世界常见的多发病，已严重影响了人类健康。骨吸收相关疾病的病理特征为骨吸收―形成失平衡，而调节骨吸收和形成平衡的最重要的信号传导通路被证明是OPG/RANKL/RANK系统。在该系统中，骨保护素(Osteoprotegerin，OPG)作为中心环节，发挥着至关重要的作用。

1997年，美国和日本两个研究组同期发现了OPG蛋白。它属于TNF受体超家族成员，为可溶性、分泌性糖蛋白，由401个氨基酸组成，表达于成骨细胞/骨间质细胞中，是目前发现的唯一的破骨细胞负向调节因子。因考虑到OPG对破骨细胞的重要调节作用，上述两个研究组立即开始查找与OPG密切相关的蛋白，发现了其配体—核因子-кB受体活化因子配体(receptor activator of NF-κB ligand，RANKL)和破骨细胞表面膜受体RANK(thereceptor activator of NF-κB)。短短2年，OPG/RANKL/RANK系统为人们所认识，回答了成骨细胞调控破骨细胞的准确机制：OPG相当于整个OPG/RANKL/RANK系统的制动器。它作为RANKL的假受体，竞争性抑制RANKL与RANK结合，从而抑制破骨细胞活性和分化,对抗骨质疏松，因此RANKL/OPG比例成为骨质疏松致病机制中的关键因素。许多激素和细胞因子(例如TGF-β、PTH、1，25-VD3、糖皮质激素和雌激素)都通过OPG通路起作用。骨质疏松小鼠注射OPG后，骨密度明显上升，而OPG基因敲除小鼠表现为严重骨质疏松。

OPG防治骨质疏松的重要作用被揭示后，成为竞相追捧的“明星蛋白”。世界最大的生物公司-Amgen尝试开发的OPG-Fc曾进入到临床Ⅱ期研究，初步实验表明OPG能够抑制人体骨吸收，对抗骨质疏松。Amgen公司甚至和美国航空航天局(NASA)合作开展了OPG预防废用性骨质疏松症的太空实验。正当OPG作为抗骨质疏松药物的研发蓬勃开展的时候，Amgen公司却在2005年停止了对该蛋白的研发投入，放弃了关于OPG的进一步研究。其它实验室对OPG的研究也近于停滞。其原因之一是发现OPG存在着缺陷，影响了其临床应用：RANKL的结构与肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)相似，OPG与RANKL结合的同时也能与TRAIL结合，抑制了TRAIL的抗癌作用，加大肿瘤发生的风险。TRAIL是一种人体自分泌的蛋白，其能特异性杀伤肿瘤细胞而对正常细胞无明显细胞毒作用。

2006年澳大利亚EvoGenix公司申请了一种OPG突变体衍生物的专利(US 2006/0189528 A1)，其所涉及的基因突变位点主要为I115，R122和F128。通过这些位点氨基酸的替换，降低OPG突变体与TRAIL的结合能力，从而减少其促进肿瘤发生的危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何在保留野生型骨保护素的抑制RANKL介导的破骨细胞活化的能力的情况下，降低野生型骨保护素对TRAIL的抗癌作用的抑制。