[发明专利]一种筛选利用膜分子gp130激活细胞生理调节机制的激素的拮抗剂和超拮抗剂的方法

说明书

本发明涉及筛选其受体复合物包括gp130的激素的超激动剂、拮抗剂和超拮抗剂的方法。

正如人们所知，授予Genentec Inc.公司的专利WO 92/21029公开了一种测定生长激素和具有类似结构构象的配位体的激动剂或拮抗剂的方法。将可能的激动剂和拮抗剂与该激素的受体接触，这将引起三元复合物的形成，该三元复合物包括一分子可能的激动剂或拮抗剂和两分子所要被激动或拮抗的激素的受体。由配位体分子诱导的受体的二聚化说明该配位体具有两个不同的反应位点(位点1和位点2)，在这些位点上进行诱变处理即有可能产生激动剂或拮抗剂。

现已惊奇地发现，类似于白细胞介素6(IL-6)的一组细胞激动素，即制癌蛋白M(OSM)、白血病抑制因子(LIF)、睫亲神经因子(CNTF)及白细胞介素11((IL-11)的配位体，诱导了受体复合物的形成，而膜分子gp130是其一部分。在该受体复合物中，这些细胞激动素的专一受体和膜分子gp130始终是作为共同成分存在。因此，有可能得出如下假定：在这类激素中位点1和位点2与两种不同的分子结合：位点1与专一受体结合，位点2与gp130结合。

从下面的叙述中可以更清楚地看出，通过根据人生长激素受体(hGH)序列与所要研究的激素的受体序列之间的功能相似性构建受体复合物的三维模型，有可能对两种位点进行鉴定。通过构建携带了既包括野生型也包括突变型激素的丝状噬菌体库(如M13)，可对相对于野生型激素对专一受体具有更大亲和性的突变体(超激动剂或超拮抗剂)进行分离。

这里的IL-6及WO 92/21029中所举例子的三维模型之间的差别导致以下假设：螺旋A和C中的不同残基组成了位点2。

按如下方式对人白细胞介素6分子进行模拟。从科学文献中所能获得的数据中知道，人白细胞介素6属于这样一类细胞激动素：它具有四个螺旋，这些螺旋形成了其三维结构的核心。对人白细胞介素6的氨基酸序列进行分析以鉴定出最有可能形成螺旋的四个区。在下一阶段，在计算机化的相互作用的图解单元中对白细胞介素6分子的这四个螺旋进行模拟。开始，假定四个螺旋的定向与在生长激素或巨噬粒细胞集落刺激因子等激素中所看到的类似。为了将疏水氨基酸以最佳方式包褒在四个螺旋之间的空间中，对螺旋的相对位置进行调整。然后，模拟连接四个螺旋的环。

该白细胞介素6的三维模型保证了人白细胞介素6和其两个受体：低亲和性受体gp80(位点1)和gp130信号转导的高亲和性受体(位点2)之间相互反应的两个位点的鉴定。利用下述方法鉴定这两个位点。通过比较序列发现，一族造血受体的所有成员均具有一共同区域，称为细胞激动素识别区。这种序列上的相似性也说明包括两种白细胞介素6受体gp80和gp130在内的各种受体的相应部分很可能具有结构上的相似性。与这些受体结合的细胞激动素均具有(或可预测有)一种为四螺旋基质的相似结构这一观察结果强有力地支持这一假定：通过细胞激动素识别区进行的这些细胞激动素及其受体之间的反应，在生物活性的复合物中一定非常类似。

鉴于已通过X-射线结晶法测定了这类化合物之一(由生长激素和生长激素的二聚受体的胞外区构成的复合物)的三维结构，我们的人白细胞介素6模型使我们能够鉴定出白细胞介素6与其两个受体gp80(位点1)和gp130(位点2)反应的可能位点。它是通过与涉及生长激素的复合物相比较并假定功能上重要的氨基酸位于两种激素表面上相似的位置而实现的。

下面以白细胞介素6为例，解释提供一种生产其受体复合物包括gp130的免疫系统激素的激动剂、拮抗剂和超拮抗剂的方法的必要性。

已知白细胞介素6是一种184个氨基酸的多肽，它属于螺旋细胞激动素类。白细胞介素6是一种由各种类型的细胞产生的多功能的细胞激动素。在例如免疫系统中的细胞、肝细胞、肾细胞、造血细胞、角质化细胞及神经元等各种类型的细胞上，白细胞介素6的功能是作为分化和生长因子。

白细胞介素6的超激动剂的产生将使及在各种严重疾病的治疗中可使用比野生型白细胞介素6更低的治疗剂量。事实上，白细胞介素6在治疗乳腺癌、白血病、传染病或与产生骨髓的细胞紊乱有关的疾病方面具有重要和有希望的应用价值。

另一方面，在其特征是白细胞介素6过量产生的各种疾病，如慢性自体免疫疾病、骨髓瘤/浆细胞瘤、经绝后骨质疏松症和癌血症中，人白细胞介素6的拮抗剂或超拮抗剂的产生将抑制白细胞介素6。

本发明筛选利用膜分子gp130激活细胞生理调节机制的激素的超激动剂、拮抗剂或超拮抗剂的方法包括下列步骤：