CN101870723B - 一种短肽及含有其的免疫抑制剂和应用 - Google Patents
一种短肽及含有其的免疫抑制剂和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种短肽及其免疫抑制剂和应用。该短肽是6肽，其氨基酸序列是选自Thr，Pro，Ala，Ile，Phe，His，Trp，Tyr或Glu中的任意6种氨基酸残基的任意顺序的组合。该短肽可用于制备拮抗FcγIIA受体(FcγRIIA)和免疫球蛋白G(IgG)相互作用的药物和制备治疗或预防自身免疫性疾病的药物。具有特异性强，结构短小，免疫原性低，合成简单的特点。以本发明的短肽为活性成分的药物，可以特异性拮抗FcγRIIA和IgG之间的相互作用，而不拮抗FcγRI和IgG之间的作用，因此其副作用低。在制造新型免疫抑制剂中将会得到广泛应用，并且将会带来巨大的社会及经济效益。
Description
技术领域
本发明属于医药领域，特别涉及一种短肽及含有其的免疫抑制剂和应用。
背景技术
抗体产生的自身免疫性疾病是一类由于自身抗体产生而导致组织、细胞损伤的自身免疫性疾病。其包含多种疾病，如较为常见的有系统性红斑狼疮，类风湿性关节炎，多发性硬化，抗中性粒细胞抗体(Anti-NeutrophilCytoplasmic Antibody，ANCA)相关性小血管炎。这些疾病都是一类慢性进展，预后较差的疾病。近年来，对于抗体产生的自身免疫性疾病的发病机制还没有完全清楚。但是一些重要的受体及细胞通路在抗体产生的自身免疫性疾病的发生发展中起着关键作用。如Fcγ受体(Fcγ receptor，FcγR)是介导体液免疫和细胞免疫的桥梁，即其介导了自身抗体导致的免疫细胞活化和组织、细胞的免疫损伤，导致疾病的急性炎症反应及慢性进展。
抗体产生的自身免疫性疾病的治疗，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多发性硬化、ANCA相关性血管炎等，是近代医学的治疗难点，一旦诊断，往往预后较差。随着近年来糖皮质激素及免疫抑制剂在抗体产生的自身免疫性疾病治疗中的广泛及正规应用，该类疾病的预后获得了明显改善，尤其是患者的5年生存率，获得了显著提高。但是随着治疗及研究的深入，糖皮质激素+免疫抑制剂的治疗方案的缺陷日益显露。其副作用大，如糖皮质激素可以导致物质代谢和水盐代谢紊乱，诱发和加重感染(这是导致患者死亡的重要原因)，引起各个系统的并发症，诱发精神异常，导致白内障青光眼等，而免疫抑制的副作用更不低于糖皮质激素，尤其是在导致恶性肿瘤、造血系统功能异常、性腺抑制等。这些都大大的阻碍了糖皮质激素+免疫抑制剂在治疗抗体产生的自身免疫性疾病上的应用。
目前，如何降低糖皮质激素和免疫抑制剂在治疗抗体产生的自身免疫性疾病中产生的副作用，是临床医生最为关注的问题。通过大量的临床试验，规范、合理应用糖皮质激素和免疫抑制剂在一定程度上降低了其副作用，但是不能根本解决这个问题。因此，越来越多的研究者开始关注特异性更强的生物型免疫抑制药物，如利妥昔单抗，阿巴西普等生物型制药，都是特异性非常强的免疫抑制剂。这些药物逐步在自身免疫性疾病的治疗中获得应用，而且表现出优秀的低毒性反应，高敏感性的特点。但是由于这些药物的专利大多由国外掌握，且治疗费用昂贵，限制了这些药物在我国的广泛的应用。因此，开发新的治疗抗体产生的自身免疫性疾病的药物成为一个急需解决的问题。
由抗体产生的自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮，过敏性紫癜，抗中性粒细胞胞浆抗体相关性血管炎等自身免疫性疾病均存在大量自身抗体。其血清中抗体的滴度和疾病的严重性相关，在疾病好转时抗体滴度下降，而复发时抗体滴度上升。FcγR是几乎所有免疫细胞膜表面均表达的免疫球蛋白受体，参与一系列的生理和病理的免疫反应，在免疫系统的调节中也起着关键作用。TG19320(一种能够通过结合IgG Fc段而拮抗FcγR和IgG之间的相互作用的多肽)能够拮抗FcγR和IgG之间的相互作用，从而保护系统性红斑狼疮小鼠的组织损伤，降低其死亡率(Nat Biotechnol，2000，18(7)：735-739)。TG19320也能够干预抗中性粒细胞胞浆抗体对正常中性粒细胞的作用，降低抗中性粒细胞胞浆抗体诱导的中性粒细胞凋亡和活化(中华肾脏病杂志，2006，22(8)：483-487，中华风湿病学杂志，2007，11(5)：267-270)。但是FcγR也担任着机体抵抗病原微生物入侵，保持内环境稳定的作用，完全阻断FcγR的作用可能会导致严重后果。因而可以通过阻断部分FcγR与抗体的结合，如特异性的阻断FcγRIIA与IgG的作用，来治疗自身免疫性疾病。FcγRIIA(即FcγIIA受体)是FcγR中的一个亚型，是介导抗体产生的自身免疫性疾病的重要受体，在疾病发生发展中起到重要作用。因此拮抗FcγRIIA和IgG之间的相互作用已成为治疗抗体产生的自身免疫性疾病的重要靶点之一，拮抗FcγRIIA和IgG的结合能够治疗或预防自身免疫性疾病。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题就是针对现有的治疗抗体产生的自身免疫性疾病的药物中存在不易生产，生产成本高，价格昂贵的不足，提供一种新的治疗自身免疫性疾病的药物，该药物能够特异性拮抗FcγRIIA和IgG相互作用，从而预防或治疗抗体产生的自身免疫性疾病。
本发明人经过研究后发现，通过特异性拮抗免疫细胞膜的免疫球蛋白受体FcγRIIA而不影响其他受体的功能，是治疗抗体相关的自身免疫性疾病的重要靶点。因此，本发明人以FcγRIIA蛋白的胞外段为靶标，设计并合成的一种短肽，发现该短肽可以特异性拮抗IgG和FcγRIIA的相互作用，从而完成了本发明。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案之一是：一种短肽，其是6肽，其氨基酸序列是选自Thr(苏氨酸)，Pro(脯氨酸)，Ala(丙氨酸)，Ile(异亮氨酸)，Phe(苯丙氨酸)，His(组氨酸)，Trp(色氨酸)，Tyr(酪氨酸)或Glu(谷氨酸)中的任意6种氨基酸残基的任意顺序的组合。
根据本发明，较佳的，所述的短肽的氨基酸序列为选自以下氨基酸序列中的一种：J-Pro-Ala-Pro-Ile-R，其中J代表Thr、His、Trp或Glu氨基酸残基，R代表Phe或Tyr氨基酸残基；较佳地，所述的氨基酸序列为选自以下氨基酸序列中的一种：Thr-Pro-Ala-Pro-Ile-Phe，His-Pro-Ala-Pro-Ile-Phe，Trp-Pro-Ala-Pro-Ile-Phe，Trp-Pro-Ala-Pro-Ile-Tyr和Glu-Pro-Ala-Pro-Ile-Phe。
根据本发明，较佳的，所述的短肽的氨基酸序列较佳的为选自以下氨基酸序列中的一种：Pro-Ile-Phe-Ala-Pro-Thr，Phe-Ile-Pro-Pro-Thr-Ala，Pro-Phe-Ile-Ala-Thr-Pro和Pro-Pro-Phe-Thr-Ala-Ile。
本发明短肽可采用现有技术中的公知方法获得。既可以用多肽自动合成仪进行化学合成，又可以将短肽序列推导成核苷酸序列，然后克隆到表达载体中进行生物合成。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案之二是：一种免疫抑制剂，其活性成分包括所述的短肽。
本发明的免疫抑制剂含有治疗有效量的本发明短肽。需要的时候，也可以还含有其他的活性成分。上述免疫抑制剂中还可以含有一种或多种药学上可以接受的载体。所述载体包括药学领域常规的稀释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、吸收促进剂、表面活性剂、吸附载体和润滑剂等。本发明的免疫抑制剂可以制成片剂、粉剂、粒剂、胶囊、口服液及注射液等多种形式，各种剂型均可以按药学领域的常规方法制备。
本发明的短肽具有结合FcγRIIA的活性，体外实验证实具有特异性拮抗FcγRIIA和IgG相互作用的能力，是FcγRIIA拮抗剂。因此本发明的短肽可用于制备拮抗FcγIIA受体(FcγRIIA)和免疫球蛋白G(IgG)相互作用的药物，特别是用于制备FcγRIIA拮抗剂。该药物通过对FcγRIIA的拮抗作用而抑制抗体介导的自身免疫性疾病的组织、细胞损伤及急性炎症状态，从而阻断抗体介导的自身免疫性疾病的进展，进而预防或治疗抗体介导的自身免疫性疾病。因此本发明的短肽可用于制备预防或治疗自身免疫性疾病的药物。所述的自身免疫性疾病较佳的为系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、多发性硬化和ANCA相关性血管炎等。
本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。
相比于现有技术，本发明的有益效果如下：本发明的短肽具有特异性强，结构短小，免疫原性低，合成简单，且具有较强的抑制IgG单体和FcγRIIA结合的能力。可用于制备拮抗FcγRIIA和IgG相互作用的药物和制备自身免疫性疾病的药物。以本发明的短肽为活性成分的药物，可以特异性拮抗FcγRIIA和IgG之间的相互作用，而不拮抗FcγRI和IgG之间的作用。因此其副作用低。在制造新型免疫抑制剂中将会得到广泛应用，并且将会带来巨大的社会及经济效益。
附图说明
以下结合附图说明本发明的特征和有益效果。
图1为不同浓度的本发明的1号短肽对FcγRIIA和IgG相互作用的影响。
图2为玫瑰花环形成实验显微镜下照片。图A为阳性对照组，图B为IgG组，图C为1号短肽，图D为2号短肽，图E为3号短肽，图F为4号短肽，图G为5号短肽，图H为6号短肽。
图3为玫瑰花环形成实验中各组中玫瑰花环形成及未形成的K562细胞数。1～6为1～6号短肽。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所述的“室温”是指进行试验的操作间的温度，一般为10～25℃。
实施例1短肽序列的设计和合成
经过序列设计、优化和筛选后获得9个短肽，见表1。送交上海吉尔生化合成，纯度均＞95％，用于以下实施例的试验。
表1.经过设计、优化获得的短肽
实施例2本发明短肽化合物特异性拮抗FcγRIIA和IgG的相互作用
所用的短肽为：1～5号短肽。
(1)细胞培养
U937细胞(从上海中科院细胞库购买)，采用含10％(v/v)小牛血清的RMPI1640培养液，在37℃，5％(v/v)CO2培养。K562细胞(从上海中科院细胞库购买)，采用含10％(v/v)胎牛血清、100U/ml青霉素和100μg/ml链霉素的IMDM培养液，在37℃，5％(v/v)CO2培养。
(2)短肽化合物拮抗FcγRIIA-IgG相互作用活性的测定
利用流式细胞计数法计数细胞表面FcγR和IgG的结合情况。
具体步骤：取处于倍增期的细胞，无菌PBS洗3次，用PBS重悬浮至1×106/ml。阴性对照组不加人IgG和短肽，以等体积的PBS为阴性对照。阳性对照组加人IgG(Sigma)50μg/ml，室温下孵育30min，PBS洗2次。短肽干预组先加人工合成短肽200μg/ml室温孵育30分钟，再加人IgG50μg/ml，再室温下孵育30min，PBS洗2次。最后3组各加FITC标记的抗人IgG Fab段抗体(Sigma)室温下避光孵育30min，PBS洗2次，1％(w/v)多聚甲醛-PBS固定。流式细胞计数仪计数荧光阳性的细胞数。每个样本计数10000个细胞，取阳性细胞和总计数细胞的百分比表示阳性率，每个样本设3个复孔，重复实验1次，统计采用卡方检验。
(3)结果
流式细胞计数仪计数细胞阳性率见表2。阴性对照组和其他组相比，差异均具有统计学意义。在k562细胞组中，阳性对照组和1号、5号短肽相比，差异具有统计学意义(P＜0.05)，和其他组相比，差异不具有统计学意义，但是2号短肽组的阳性细胞数仍较阳性组要低。在U937细胞组，阳性细胞组和其他短肽干预组均无统计学差异(P＞0.05)。
表2.流式细胞计数仪计数细胞阳性率
注：a：和阴性对照组比差异具有统计学意义(p＜0.05)；b：和阳性对照组比差异具有统计学意义(p＜0.05)。
U937细胞同时表达FcγRI和FcγRIIA受体，而K562细胞仅表达FcγRIIA受体，而且FcγRI受体是高亲和力受体，能优先和IgG结合。U937细胞作为FcγRI受体的载体细胞，K562细胞作为FcγRIIA受体的载体细胞，观察短肽对这两种受体的特异性阻断功能。通过流式细胞计数阳性细胞占总细胞的比例，发现短肽能够阻断IgG和K562细胞的结合而不能阻断IgG和U937细胞的结合，说明合成的新型短肽能够特异性阻断FcγRIIA受体，而不能阻断FcγRI受体。
实施例3短肽能够浓度依赖性得拮抗FcγRIIA-IgG之间的结合
所用短肽为1号肽。
(1)细胞培养
K562细胞，采用含10％(v/v)胎牛血清、100U/ml青霉素和100μg/ml链霉素的IMDM培养液，在37℃，5％(v/v)CO2培养。
(2)CELL ELISA验证短肽浓度依赖性拮抗FcγRIIA-IgG之间作用
96孔板用2％(w/v)PBS-B(2％(w/v)PBS-B，是用2g的牛血清白蛋白(BSA)溶解到100ml PBS中，下面均类似)封闭，4℃过夜或室温2h。取对数生长期的K562细胞用1％(w/v)PBS-B洗3次。1％(w/v)PBS-B重悬浮K562细胞，调浓度至6×106/ml，每孔加K562细胞100μl，离心后去上清。IgG组直接加入IgG的浓度梯度，分别是5000μg/ml，1000μg/ml，100μg/ml，50μg/ml。短肽组先加入短肽，浓度为分别为10μg/ml，100μg/ml，室温孵育30分钟后，加相同的IgG浓度梯度，37℃孵育60min。用1％(w/v)PBS-B洗3次，加辣根过氧化物酶(HRP)标记的兔抗人IgG抗体(Sigma)，37℃孵育30min。1％(w/v)PBS-B洗3次，用ABTS显色试剂盒显色(上海生工)，具体显色步骤安说明书操作。BioTek酶标仪405nm波长读取OD值。
(3)结果
IgG浓度梯度组未加任何短肽，10μg/ml短肽组加入10μg/ml短肽，100μg/ml短肽组加入100μg/ml短肽。以纵坐标为405nm处吸光值，横坐标为IgG浓度的对数值绘图，结果见图1。从图中可以明显看出，在IgG组，随IgG的浓度增加，OD值明显上升，说明IgG和FcγRIIA的结合增加，呈浓度依赖性。在加入10μg/ml和100μg/ml的短肽组，发现OD值仍随着IgG浓度的增高而增高，但是和IgG组相比，相同浓度下，其OD值下降，且短肽100μg/ml组比短肽10μg/ml组OD值下降明显，说明短肽拮抗IgG和FcγRIIA受体的结合也具有浓度依赖性，随着短肽浓度的增高，拮抗能力增强。
实施例4本发明短肽阻断K562细胞形成玫瑰花环实验
所用短肽：1～6号短肽。
(1)细胞培养
K562细胞，采用含10％(v/v)胎牛血清、100U/ml青霉素和100μg/ml链霉素的IMDM培养液，在37℃，5％(v/v)CO2培养。
(2)EA的制备
取4％(v/v)绵羊红细胞悬液加入试管中，再加等量的(1∶1000)稀释的兔抗绵羊红细胞抗体，混匀，置37℃水浴中15min，以Hank’s液洗涤2次，再以等体积的Hank’s液重悬浮，为EA悬液。
(3)玫瑰花环形成实验
设3组，分别为阳性组，IgG组，短肽组。
具体步骤：
取对数生长期的K562细胞，用HBSS洗3次，重悬浮，调细胞浓度为4×106细胞/ml。
阳性组：取K562细胞悬液0.1ml于EP管中，加入0.1ml的的EA悬液，混匀。
IgG组：取K562细胞悬液0.1ml于EP管中，先加入人IgG 20μg，再加入0.1ml的EA悬液，混匀。
短肽组：取K562细胞悬液0.1ml于EP管中，先加入专利要求1短肽和专利要求2短肽20μg，再加入0.1ml的EA悬液，混匀。
4℃，2h静置，轻轻悬起沉淀细胞，取20μl细胞悬液，用细胞计数板涂片，显微镜下随机选取多个视野，计数玫瑰花环形成及未形成的K562细胞。
(4)玫瑰花环形成实验结果
用细胞计数板计数200个以上的K562细胞，以1个K562细胞上结合5个以上绵羊红细胞为玫瑰花环阳性细胞，显微镜下照片见图2。计数玫瑰花环阳性细胞占总细胞数的百分比，结果见图3。从图中可以看出阳性对照组的玫瑰花环阳性率高，且1个K562细胞周围绕大量绵羊红细胞，而IgG组和1号、2号、5号、6号短肽组的玫瑰花环阳性细胞减少，且大部分K562细胞结合的绵羊红细胞较阳性对照减少，这说明IgG组、1号短肽组，2号短肽组、4号短肽组、5号短肽组、6号短肽组均能降低K562细胞的玫瑰花环形成率，可见本发明的短肽具有拮抗FcγRIIA和IgG之间的相互作用。
Claims (4)
1.一种短肽，其特征在于，其氨基酸序列是Thr-Pro-Ala-Pro-Ile-Phe。
2.一种免疫抑制剂，其特征在于，其活性成分包括权利要求1所述的短肽。
3.如权利要求1或2所述的短肽在制备FcγIIA受体拮抗剂中的应用。
4.权利要求1或2所述的短肽在制备拮抗FcγIIA受体和免疫球蛋白G相互作用的药物中的应用。
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