CN102596993A - 多聚体肽结合物以及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多聚体(例如，二聚体、三聚体)形式的肽载体，其能够穿过血-脑屏障(BBB)或有效进入特定的细胞类型。这些多聚体肽载体，当结合于药剂(例如，治疗剂)时，能够将药剂转运穿过BBB或进入特定的细胞类型。因此，这些化合物对于神经系统疾病的治疗是特别有用的。

Description

多聚体肽结合物以及其应用
背景技术
本发明涉及包括二聚体或多聚体肽载体的化合物以及上述化合物的应用。
通过两种屏障系统的存在来保护脑免受潜在有毒物质的影响：血-脑屏障(BBB)和血-脑脊液屏障(BCSFB)。BBB被认为是摄取血清配体的主要途径，因为它的表面积大约是BCSFB的表面积的5000倍。构成BBB的脑内皮是针对CNS的许多疾病的潜在药物应用的主要障碍。作为一般规则，仅有小亲脂性分子可以穿过BBB，即，从循环的全身血液到脑。在用于治疗CNS障碍的动物研究中，具有较大尺寸或更高疏水性的许多药物显示有希望的结果。因此，肽和蛋白质疗法通常被排除于从血液转运到脑之外，这是由于脑毛细血管内皮壁对这些药物的忽略不计的通透性。
以其它方式有效的治疗剂不能穿过BBB会削弱脑疾病的治疗。因此，需要新的策略来将药剂转运到脑。
发明内容
我们现已开发了包含二聚体或多聚体肽载体的化合物，其能够高效率地穿过血-脑屏障(BBB)或进入特定的细胞类型(例如，肝脏、肺、脾脏、肾脏、以及肌肉)。当将这些化合物连接于(例如，结合于)一种或多种药剂时，穿过BBB或进入特定的细胞类型的转运效率同样得到加强。因此，本发明的特点在于可选地结合于药剂(例如，治疗剂)的多聚体肽载体以及这样的化合物在疾病的治疗和诊断中的应用。
在第一方面，本发明的特点在于包括以下化学式的化合物：
A1-(Xn-Am)n
其中n是或至少是1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；m是2至n+1的整数；A1和每个Am独立地是肽载体，例如，本文描述的任何肽载体，如这样的一种肽载体，其包括基本上同一于选自由SEQ ID NOS：1-105和107-117或它们的功能片段组成的组中的序列的氨基酸序列；以及每个Xn独立地是连接于相邻肽载体的接头。该化合物可以包括以下化学式：
A1-X1-A2
在另一方面，本发明的特点在于包括以下化学式的化合物：
Figure BDA0000139615920000021
其中，A1、A2、每个Aq、每个Ar、和每个As独立地是肽载体，例如，本文描述的任何肽载体如这样一种肽载体，其包括基本上同一于选自由SEQ ID NOS：1-105和107-117或它们的功能片段组成的组中的序列的序列；A3是肽载体，其包括基本上同一于选自由SEQ ID NOS：1-105和107-117或它们的功能片段组成的组中的序列的序列，或不存在；X、每个Xq、每个Xr、和每个Xs独立地是连接肽载体的接头；m、n、和p独立地是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；q是4至m+3的整数；r是m+4至m+n+3的整数；以及s是m+n+4至m+n+p+3的整数。
通过一种或多种接头或通过一种或多种肽载体，可以将任何上述化合物结合于一种或多种药剂(例如，本文描述的任何药剂)。
在另一方面，本发明的特点在于包括以下化学式的化合物：
Figure BDA0000139615920000022
其中，A1、X、和A2如上文所述，以及B是一种药剂并且结合于接头X。本发明的特点还在于包括以下化学式的化合物：
Figure BDA0000139615920000023
其中，A1、X、和A2如上文所述；B1是一种药剂，B2和B3独立地是药剂或不存在，Y1和Y2独立地是接头，其分别将A1连接于B1以及将A2连接于B2，其中如果B2不存在则Y2不存在。该化合物可以包括以下化合物：
Figure BDA0000139615920000031
在另一方面，本发明的特点在于一种化合物，该化合物包括(a)至少两种肽载体，其中每种肽载体独立地包括基本上同一于选自由SEQ IDNOS：1-105和107-117组成的组中的序列的氨基酸序列，其中通过接头连接肽载体；以及(b)一种药剂，其结合于至少一种肽载体或结合于接头。
任何上述化合物可以包括本文描述的任何接头，例如，选自由TMEA、β-[三(羟甲基)膦基]丙酸(THPP)、三琥珀酰亚胺基氨基三乙酸酯(TSAT)、三琥珀酰亚胺基(6-氨基己酰基)氨基三乙酸酯(LC-TSAT)、三琥珀酰亚胺基-1，3，5-苯三羧酸酯、马来酰亚胺基-3，5-二琥珀酰亚胺基间苯二酸酯(MDSI)、琥珀酰亚胺基-3，5-二马来酰亚胺基苯基苯甲酸酯(SDMB)、四(3-马来酰亚胺基丙基)季戊四醇(Mal-4)、四(N-琥珀酰亚胺基羧丙基)季戊四醇(NHS-4)组成的组。接头可以包含马来酰亚胺活性基团(例如，三(2-马来酰亚胺基乙基)胺(TMEA)、马来酰亚胺基丙酸(MPA)、或本文描述的含马来酰亚胺接头)。在某些实施方式中，接头不是二硫键。在某些实施方式中，接头不是药剂(例如，治疗剂或抗体)。
任何上述化合物可以包括至少一种肽载体，该肽载体包括一种氨基酸序列，该氨基酸序列至少70％、80％、85％、90％、95％、或100％同一于选自由SEQ ID NO：1-105和107-117组成的组中的序列(例如，Angiopep-1(SEQ ID NO：67)、Angiopep-2(SEQ ID NO：97)、cys-Angiopep-2(SEQ IDNO：113)、Angiopep-2-cys(SEQ ID NO：114)、以及反向Angiopep-2(SEQID NO：117))。在包括药剂的化合物中，药剂可以是治疗剂(例如，本文描述的任何药剂，如一种选自由抗癌剂、治疗性核酸、GLP-1激动剂、瘦素或瘦素类似物、神经加压素或神经加压素类似物、神经胶质源神经营养因子(GDNF)或GDNF类似物、脑源神经营养因子(BDNF)或BDNF类似物)、或抗体组成的组中的药剂。抗癌剂可以是紫杉醇(泰素，Taxol)、长春碱、长春新碱、依托泊苷、多柔比星(阿霉素，doxorubicin)、环磷酰胺、多西他赛(泰索帝美法仑、苯丁酸氮芥、阿巴瑞克、阿地白介素、阿仑单抗、阿利维A酸(alitretinoin)、别嘌呤醇、六甲蜜胺、阿米斯丁、阿那白滞素、阿那曲唑、三氧化二砷、天冬酰胺酶、阿扎胞苷、注射用卡介苗(BCG Live)、贝伐单抗(安维汀)、贝沙罗汀、博来霉素、博来霉素、硼替佐米、硼替佐米、白消安、白消安、卡普睾酮、卡培他滨、卡铂、卡莫司汀、塞来考昔、西妥昔单抗、顺铂、克拉屈滨、氯法拉滨、阿糖胞苷、氮烯唑胺、更生霉素、放线菌素D、达肝素、达依泊汀α(darbepoetin alfa)、达沙替尼(dasatinib)、柔红霉素(daunorubicin)、道诺霉素、地西台宾、地尼白介素、地尼白介素-毒素连接物(地尼白介素2，denileukin diftitox)、右丙亚胺、丙酸屈他雄酮、依库珠单抗(eculizumab)、表柔比星、阿法依泊汀、埃罗替尼、雌氮芥、依西美坦、芬太尼、非格司亭、氟尿苷、氟达拉滨、氟尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、氟维司群、吉非替尼、吉西他滨、吉姆单抗、奥佐米星、戈舍瑞林、组氨瑞林、羟基脲、替伊莫单抗、去甲氧正定霉素(依达比星)、异环磷酰胺、伊马替尼、干扰素α-2b、依立替康、二甲苯磺酸拉帕替尼(lapatinib ditosylate)、来那度胺(lenalidomide)、来曲唑、甲酰四氢叶酸、亮丙立德、左咪唑、环己亚硝脲、CCNU、氮芥(meclorethamine)(氮芥气(nitrogen mustard))、甲地孕酮、巯嘌呤(6-MP)、巯乙磺酸钠、甲氨蝶呤、甲氧沙林、丝裂霉素C、米托坦、米托蒽醌、苯丙酸南诺龙、奈拉滨、若莫单抗、奥普瑞白介素、奥沙利铂、帕利夫明(palifermin)、氨羟二磷酸二钠、帕尼单抗(panitumumab)、培加酶(甲氧聚乙二醇琥珀酰胺腺甙脱氨酶，pegademase)、培门冬酶(pegaspargase)、培非司亭(pegfilgrastim)、培干扰素α-2b(聚乙二醇干扰素α-2b，peginterferon alfa-2b)、培美曲塞、喷司他丁、哌泊溴烷、普卡霉素(光神霉素)、卟菲尔钠、甲基苄肼、奎纳克林、拉布立酶、利妥昔单抗、沙莫司亭、索拉非尼、链佐星、舒尼替尼、滑石、它莫西芬、替莫唑胺、替尼泊苷(VM-26)、睾内脂、沙利度胺、硫鸟嘌呤(6-TG)、噻替派、噻替派、噻替派、托泊替康、托瑞米芬、托西莫单抗/I-131(托西莫单抗)、曲妥单抗、曲妥单抗、维A酸(tretinoin)(ATRA)、尿嘧啶氮芥、戊柔比星、长春瑞滨、伏立诺他(vorinostat)、唑来膦酸、和唑来膦酸、或它们的药用盐。在特定的实施方式中，抗癌剂是紫杉醇、依托泊苷、或多柔比星(阿霉素)、或它们的类似物。药剂可以是RNAi剂(例如，本文描述的任何RNAi剂，如RNAi剂能够沉默EGFR或VEGF表达)。药剂可以是GLP-1激动剂(例如，本文描述的任何GLP-1激动剂，如艾塞那肽-4(exendin-4)、或其具有GLP-1激动剂活性的类似物或片段、艾塞那肽-4(exendin-4、[Lys39]艾塞那肽-4([Lys39]exendin-4)、或[Cys32]艾塞那肽-4([Cys32]exendin-4))。药剂可以是瘦素或瘦素类似物(例如，本文描述的任何瘦素或瘦素类似物，如瘦素或瘦素类似物是全长人瘦素、成熟人瘦素(全长人瘦素的氨基酸22-167)、或瘦素116-130。药剂可以是神经加压素或神经加压素类似物(例如，本文描述的任何神经加压素或神经加压素类似物，如人神经加压素、人神经加压素(8-13)、或pELYENKPRRPYIL-OH，其中pE表示L-焦谷氨酸)。药剂可以是GDNF、BDNF、或它们的类似物(例如，全长GDNF或BNDF序列或GDNF或BDNF的成熟形式或是人GNDF78-211)。抗体可以是单克隆抗体如针对淀粉样-β蛋白的抗体。抗体可以选自由R1450(Roche)、巴品珠单抗(bapineuzumab)、solanezumab(LY2062430；Eli Lilly)、BAN2401、PF-04360365(Pfizer)、和GSK933776A(GlaxoSmithKline)组成的组。在一种具体实施方式中，化合物具有图9A所示的结构、或其药用盐(例如，TFA盐)。
本发明的化合物(例如，在上文和在详细描述中描述的那些化合物)可以用于治疗疾病和病症。这样的方法如下。
本发明的特点还在于用于治疗或预防性治疗患有癌症的主体的方法。该方法包括给予患者包含抗癌剂或RNAi的化合物，其中上述抗癌剂或RNAi能够抑制表达与癌症有关的或引起癌症(例如，EGFR或VEGF)的基因，。癌症可以选自由以下组成的组中：脑癌，肝细胞癌，乳癌，头部和颈部的癌症，其包括各种淋巴瘤如套细胞淋巴瘤，非霍奇金淋巴瘤，腺瘤，鳞状细胞癌，喉癌，视网膜癌症，食道癌症，多发性骨髓瘤，卵巢癌，子宫癌，黑素瘤，结肠直肠癌，膀胱癌，前列腺癌，肺癌(包括非小细胞肺癌)，胰腺癌，子宫颈癌，头颈癌，皮肤癌，鼻咽癌，脂肪肉瘤，上皮癌，肾细胞癌，胆囊腺癌，腮腺腺癌，子宫内膜肉瘤，和多药耐药癌。脑癌可以选自由星形细胞瘤、纤维状细胞性星形细胞瘤、胚胎发育不良性神经上皮瘤、少突神经胶质瘤、室管膜瘤、多形性成胶质细胞瘤、混合性胶质瘤、寡星状细胞瘤(少星形细胞瘤)、成神经管细胞瘤、视网膜母细胞瘤、成神经细胞瘤、生殖细胞瘤、和畸胎瘤组成的组。
本发明的特点还在于用于治疗或预防性治疗患有代谢病的主体的方法，该方法包括将包括GLP-1激动剂、瘦素、瘦素类似物、神经加压素、或神经加压素类似物的化合物以足以治疗疾病的量给予主体。代谢病可以是糖尿病(例如，I型或II型糖尿病)、肥胖症、起因于肥胖症的糖尿病、高血糖症、血脂异常、高甘油三酯血症、X综合征、胰岛素抗性、糖耐量减低(IGT)、糖尿病性血脂异常、高脂血症、心血管病、或高血压。
本发明的特点还在于用于减少主体的食物摄取、或减轻主体的体重的方法，该方法包括将包含GLP-1激动剂、瘦素、或瘦素类似物的化合物以足以减少食物摄取或减轻体重的量给予主体。主体可以是超重、肥胖、或食欲过盛的主体。
本发明的特点还在于用于治疗或预防性治疗疾病的方法，上述疾病选自由焦虑、运动障碍、攻击、精神病、发作、惊恐发作、癔症(癔病)、睡眠障碍、阿尔茨海默病、和帕金森病组成的组中，上述方法包括将包含GLP-1激动剂的化合物以足以治疗或预防疾病的量给予主体。
本发明的特点还在于用于在主体中增加神经发生的方法，该方法包括将有效量的包含GLP-1激动剂的化合物给予主体。主体可以患有帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿病、ALS、卒中、ADD、或神经精神综合征(neuropsychiatric syndrome)。在主体中，神经发生的增加可以改善学习或增强神经保护。
本发明的特点还在于一种方法，用于在主体中：将肝脏干/祖细胞转化成功能性胰腺细胞；预防β-细胞恶化和刺激β-细胞的增殖；治疗肥胖症；抑制食欲和诱导饱感；治疗肠易激综合征；降低与心肌梗死和卒中有关的发病率和/或死亡率；治疗其特点在于没有Q波心肌梗死的急性冠状动脉综合征；减弱术后分解代谢的变化；治疗冬眠心肌或糖尿病性心肌病；抑制去甲肾上腺素的血浆水平；增加尿钠排泄、降低尿钾浓度；治疗与中毒性血容量过多有关的病症或障碍、肾衰竭、充血性心力衰竭、肾病综合征、肝硬化、肺水肿、和高血压；诱导变力反应(变力效应，inotropic response)和增加心肌收缩性；治疗多囊卵巢综合征；治疗呼吸窘迫；经由非消化道途径来改善营养，即，经由静脉内途径、皮下途径、肌内途径、腹膜途径、或其它注射或输注途径；治疗肾病；治疗左心室收缩功能不全(例如，具有异常左心室射血分数)；抑制胃窦十二指肠能动性(例如，用于治疗或预防胃肠道病症如腹泻、术后倾倒综合征和肠易激综合征，以及作为在内镜程序中的术前用药；治疗临界病性多发性神经病(CIPN)和全身炎症反应综合征(SIRS)；调节甘油三酯水平和治疗血脂异常；治疗在缺血以后由血流的再灌注引起的器官组织损伤；或治疗冠状动脉心脏疾病的危险因素(CHDRF)综合征，该方法包括将有效量的包含GLP-1激动剂的化合物给予主体。
本发明的特点还在于用于在主体中增加GLP-1受体活性的方法，该方法包括将包含GLP-1激动剂的化合物以足以增加GLP-1受体活性的量给予主体。
本发明的特点还在于用于降低主体的体温的方法，该方法包括将包含神经加压素或神经加压素类似物的化合物以足以降低体温的量给予主体。主体可以正患有或已经患有脑缺血、心脏缺血、或神经损伤。神经损伤可以是脊髓损伤。
本发明的特点还在于用于在主体中治疗疼痛或预防性治疗疼痛的方法，该方法包括将包含神经加压素或神经加压素类似物的化合物以足以治疗疼痛的量给予主体。疼痛可以是急性疼痛，其选自由机械性疼痛、热痛、冷痛、缺血性疼痛、和化学致痛组成的组中。疼痛可以是外周或中枢神经源性疼痛、炎性痛、偏头痛相关疼痛、头痛相关疼痛、肠易激综合征相关疼痛、纤维肌痛相关疼痛、关节炎疼痛、骨骼痛、关节痛、胃肠疼痛、肌肉痛、心绞痛、面部疼痛、骨盆痛、跛行、术后痛、创伤后疼痛、紧张型头痛、产科疼痛、妇科疼痛、或化疗引起的疼痛。
本发明的特点还在于用于治疗或预防性治疗患有精神病性障碍(例如，精神分裂症)的主体的方法，该方法包括将包含神经加压素或神经加压素类似物的化合物以足以治疗上述障碍的量给予主体。
本发明的特点还在于用于治疗主体的药物成瘾性或药物滥用的方法，该方法包括将包含神经加压素或神经加压素类似物的化合物以足以治疗成瘾性或滥用的量给予主体。药物可以是精神兴奋剂(例如，安非他明、甲基苯丙胺、3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺、尼古丁、可卡因、哌醋甲酯、以及槟榔碱)。
本发明的特点还在于用于治疗或预防性治疗主体的神经障碍的方法，该方法包括将足以治疗或预防障碍(例如，精神分裂症)的量给予主体。
本发明的特点还在于用于治疗或预防性治疗患有神经变性疾病的主体的方法，该方法包括将有效量的包含GDNF、BNDF、或它们的类似物的化合物给予主体。神经变性疾病可以选自由以下组成的组中：多聚谷氨酰胺扩张症(polyglutamine expansion disorder)、脆性X综合征(fragile Xsyndrome)、脆性XE精神发育迟缓(fragile XE mental retardation)、弗里德赖希共济失调、肌强直性营养不良、脊髓小脑性共济失调8型、脊髓小脑性共济失调12型、亚历山大病、阿尔珀斯病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化(ALS)、毛细血管扩张性共济失调、巴藤病(施-福-舍-巴藤病，Spielmeyer-Vogt-Sjogren-Batten disease)、卡纳万病、科凯恩综合征、皮质基底节变性、克罗伊茨费尔特-雅各布病、缺血性脑卒中(缺血性卒中，ischemia stroke)、克拉伯病、路易体痴呆、多发性硬化、多系统萎缩、帕金森病、佩利措伊斯-梅茨巴赫病(佩-梅二氏病，Pelizaeus-Merzbacherdisease)、皮克病、原发性侧索硬化、雷夫叙姆病、桑德霍夫病、希尔德病、脊髓损伤、脊髓性肌萎缩、斯-里-奥病(Steele-Richardson-Olszewskidisease)、以及脊髓痨。在某些实施方式中，多聚谷氨酰胺重复疾病(polyglutamine repeat disease)是亨廷顿病(HD)、齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩、肯尼迪病(还被称为脊延髓肌萎缩症)、或脊髓小脑性共济失调(选自由1型、2型、3型(马-约病)、6型、7型、以及17型组成的组中)。
本发明的特点还在于用于治疗患有神经元损伤的主体的方法，该方法包括将有效量的包含GDNF、BNDF、或它们的类似物的化合物给予主体。神经元损伤可以由缺血性脑卒中(缺血性卒中)、出血性卒中、或脊髓损伤所引起。
本发明的特点还在于用于治疗患有抑郁症或精神分裂症的主体的方法，该方法包括将有效量的包含GDNF、BNDF、或它们的类似物的化合物给予主体。
本发明的特点还在于用于治疗患有与淀粉样-β蛋白有关的疾病(例如，阿尔茨海默病或脑淀粉样血管病)的主体的方法，该方法包括将有效量的治疗性抗体(例如，特异性地结合淀粉样蛋白-β或其片段的抗体)给予所述患者。
在任何上述方法中，主体可以是人。
在本发明的治疗方法中，在某些实施方式中，和非结合药剂的推荐剂量相比，以更低等效剂量(例如，小于95％、75％、60％、50％、40％、30％、25％、10％、5％、或1％)给予化合物。在其它实施方式中，以比推荐用于非结合药剂的剂量更高的等效剂量(1.5x、2x、2.5x、3.0x、5x、8x、10x、15x、20x、25x)给予化合物。
在任何上述方面中，肽载体可以是多肽，其基本上同一于表1所列的任何序列、或其片段。在某些实施方式中，肽载体具有以下序列：Angiopep-1(SEQ ID NO：67)、Angiopep-2(SEQ ID NO：97)、Angiopep-3(SEQ IDNO：107)、Angiopep-4a(SEQ ID NO：108)、Angiopep-4b(SEQ ID NO：109)、Angiopep-5(SEQ ID NO：110)、Angiopep-6(SEQ ID NO：111)、Angiopep-7(SEQ ID NO：112)或反向Angiopep-2(SEQ ID NO：117)。本发明的肽载体或化合物可以被有效地转运到特定的细胞类型(例如，肝脏、肺、肾脏、脾脏、以及肌肉的任何一种、两种、三种、四种、或五种)或可以有效地穿过哺乳动物的BBB(例如，Angiopep-1、-2、-3、-4a、-4b、-5、以及-6)。在另一种实施方式中，肽载体或化合物能够进入特定的细胞类型(例如，肝脏、肺、肾脏、脾脏、以及肌肉的任何一种、两种、三种、四种、或五种)但不会有效地穿过BBB(例如，包括Angiopep-7的结合物)。肽载体可以具有任何长度，例如，至少6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、25、35、50、75、100、200、或500个氨基酸，或在这些数字之间的任何范围。在某些实施方式中，肽载体的长度为10至50个氨基酸。可以通过重组基因技术或化学合成来产生多肽。
表1：典型的肽载体
Figure BDA0000139615920000101
Figure BDA0000139615920000111
Figure BDA0000139615920000121
多肽号5、67、76、以及91分别包括SEQ ID NO：5、67、76、以及91的序列，并且在C端处被酰胺化。
多肽号107、109、以及110分别包括SEQ ID NO：97、109、以及110的序列，并且在N端处被乙酰化。
在任何上述方面中，肽载体可以包括具有下式的氨基酸序列：X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-X18-X19
其中，X1-X19的每一种(例如，X1-X6、X8、X9、X11-X14、以及X16-X19)独立地是任何氨基酸(例如，天然存在的氨基酸如Ala、Arg、Asn、Asp、Cys、Gln、Glu、Gly、His、Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Pro、Ser、Thr、Trp、Tyr、以及Val)或不存在，以及X1、X10、以及X15的至少一种(例如，2种或3种)是精氨酸。在一些实施方式中，X7是Ser或Cys，或X10和X15各自独立地是Arg或Lys。在一些实施方式中，来自X1至X19(包括在内)的残基基本上同一于SEQ ID NO：1-105和107-117的任何一种的任何氨基酸序列(例如，Angiopep-1、Angiopep-2、Angiopep-3、Angiopep-4a、Angiopep-4b、Angiopep-5、Angiopep-6、Angiopep-7、以及反向Angiopep-2)。在一些实施方式中，氨基酸X1-X19的至少一种(例如，2、3、4、或5种)是Arg。在一些实施方式中，在多肽的N端、多肽的C端、或两端处，多肽具有一个或多个另外的半胱氨酸残基。
在任何上述方面的某些实施方式中，修饰本文描述的肽载体或肽治疗剂(例如，如本文描述的)。肽或多肽可以被酰胺化、乙酰化、或两者。上述修饰可以是在多肽的氨基或羧基末端。肽或多肽还可以包括本文描述的任何多肽的拟肽(假肽，peptidomimetics)(例如，本文描述的那些拟肽)。
在某些实施方式中，本文描述的肽载体或肽治疗剂具有本文描述的具有至少一个氨基酸取代(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、或12个取代)、插入、或缺失的氨基酸序列，或基本上同一于本文描述的氨基酸序列。肽或多肽可以包含，例如，1至12、1至10、1至5、或1至3个氨基酸取代，例如，1至10(例如，1至9、8、7、6、5、4、3、2)个氨基酸取代。氨基酸取代可以是保守或非保守的。例如，肽载体可以在对应于任何SEQ ID NO：1、Angiopep-1、Angiopep-2、Angiopep-3、Angiopep-4a、Angiopep-4b、Angiopep-5、Angiopep-6、Angiopep-7、以及反向Angiopep-2的氨基酸序列的位置1、10、以及15的一个、两个、或三个位置处具有精氨酸。在某些实施方式中，BDNF、GDNF、或相关分子可以在任何位置(例如，在N端或C端位置的赖氨酸取代)具有半胱氨酸或赖氨酸取代或添加。
在任何上述方面中，化合物可以特别排除这样的多肽，其包括任何SEQ ID NO：1-105和107-117(例如，Angiopep-1、Angiopep-2、Angiopep-3、Angiopep-4a、Angiopep-4b、Angiopep-5、Angiopep-6、Angiopep-7、以及反向Angiopep-2)。在一些实施方式中，本发明的多肽和化合物排除SEQ IDNO：102、103、104、以及105的多肽。
“片段”是指全长氨基酸或核酸序列(例如，本文描述的任何序列)的一部分。片段可以包括全长序列的至少4、5、6、8、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、75、80、90、100、125、150、200、500、1000、1500、2000、或5000个氨基酸或核酸。片段可以保留全长蛋白的至少一种生物活性。
“基本上同一”是指这样的多肽或核酸，其相对于参比氨基酸或核酸序列呈现至少35％、40％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、85％、90％、95％、或甚至99％同一性。对于多肽，比较序列的长度通常会是至少4(例如，至少5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、50、或100)个氨基酸。对于核酸，比较序列的长度通常会是至少60个核苷酸，优选至少90个核苷酸，以及更优选至少120个核苷酸，或全长。在这里应当明了，在同一于或相似于原始多肽的氨基酸的序列的氨基酸之间可以形成缺口。缺口可以不包括氨基酸，包括一个或多个氨基酸，其并不同一于或相似于原始多肽。可以，例如，借助于在WisconsinGenetics Software Package Release 7.0中的算法GAP、BESTFIT、或FASTA，并利用默认缺口权重，来确定同一性百分比。
“肽载体”是指化合物或分子如多肽或拟肽(素拟肽，peptidomimetic)，其可以被转运到特定的细胞类型内(例如，肝脏、肺、肾脏、脾脏、或肌肉)或穿过BBB。可以将载体连接于(共价或非共价地)或结合(缀合)于一种药剂，从而可以将药剂转运到特定的细胞类型内或穿过BBB。在某些实施方式中，载体可以结合于存在于癌细胞或脑内皮细胞上的受体，从而被转运到癌细胞内或穿过BBB(通过胞转作用)。载体可以是分子，为其可以获得高水平的跨内皮转运，而不影响细胞或BBB完整性。载体可以是多肽或拟肽并且可以是天然存在的或通过化学合成或重组基因技术来产生。
“药剂”是指具有至少一种生物活性的任何化合物。药剂包括诊断剂和治疗剂。
“治疗剂”是指能够用于疾病或病症的治疗或预防性治疗的药剂。
“RNAi剂”是指任何药剂或化合物，其经由RNA干扰途径施加基因沉默效应。RNAi剂包括任何核酸分子，其能够介导序列特异的RNAi，例如，短干扰RNA(siRNA)、双链RNA(dsRNA)、微RNA(miRNA)、短发夹RNA(shRNA)、短干扰寡核苷酸、短干扰核酸、短干扰修饰寡核苷酸、化学修饰siRNA、以及转录后基因沉默RNA(ptgsRNA)。
“治疗”主体的疾病、障碍、或病症是指通过将治疗剂给予主体来减少疾病、障碍、或病症的至少一种症状。
“预防性治疗”主体的疾病、障碍、或病症是指通过在出现疾病的一种或多种症状以前将治疗剂给予主体来降低疾病、障碍、或病症的发生频率或严重性(例如，预防)。
“主体”是指人或非人动物(例如，哺乳动物)。
“等效剂量”是指，当和非结合分子相比时，为在本发明的化合物中达到相同摩尔量的药剂所需要的本发明的化合物的量。
“有效转运穿过BBB”的多肽是指这样的多肽，其能够至少和Angiopep-6同样有效地穿过BBB(即，在2007年5月29日提交的美国专利申请号11/807,597中描述的原位脑灌注测定中，大于Angiopep-1(250nM)的38.5％，上述美国专利申请号以引用方式结合于本文)。因此，“未有效转运穿过BBB”的多肽以较低水平被转运到脑(例如，比Angiopep-6有效性更低地被转运)。
“有效转运到特定的细胞类型”的多肽或化合物是指，和对照物质相比，或在结合物(缀合物)的情况下，和非结合剂相比，多肽或化合物能够在该细胞类型中积累(例如，由于转运到细胞内增加，从细胞中的流出减少，或其组合)至少10％(例如，25％、50％、100％、200％、500％、1,000％、5,000％、或10,000％)更大的程度。这样的活性详细描述在国际申请公开号WO 2007/009229中，其以引用方式结合于本文。
根据以下详细描述、附图、以及权利要求，本发明的其它特点和优点将是显而易见的。
附图说明
图1是一组示出在纯化以前(色谱图1)和在纯化以后(色谱图2)的TMEA-(Angiopep-2)2结合物的图。
图2是示出TMEA-(Angiopep-2)2结合物的纯化的图。
图3是一组示出在纯化以前(色谱图4)和在纯化以后(色谱图5)的SATP-Angiopep-2-Angiopep-2结合物的图。
图4是示出SATP-Angiopep-2-Angiopep-2结合物的纯化的图。
图5是示出通过二硫键形成的Angiopep-1二聚体的形成示意图。
图6是示出针对Angiopep-1二聚体和Angiopep-2通过原位脑灌注测定测得的实质分布的表观容积的图。
图7是示出针对Angiopep-1二聚体和Angiopep-2利用原位脑灌注测定测得的实质摄取(转换为pmol摄取的实质的容积)的图形。
图8是示出在瘦小鼠中在50nM浓度下利用原位脑灌注测定测得的Angiopep-2单体(合成和重组的)以及Angiopep-2二聚体和三聚体的摄取的图。还示出在饮食诱导肥胖(DIO)小鼠中使用重组Angiopep-2A的比较结果。
图9A是示出艾塞那肽-4-Angiopep-2(Exendin-4-Angiopep-2)二聚体结合物(Ex4(Lys39(MHA))-AN2-AN2)的结构的示意图。该化合物具有结构
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPK(MHA)-TFFYGGSRGKRNNFKTEEYC-(MPA)-TFFYGGSRGKRNNFKTEEY-OH，其中MHA是马来酰亚胺基己酸而MPA是马来酰亚胺基丙酸。
图9B是用作对照的艾塞那肽-4-混杂-Angiopep-2(Exendin-4-scramble-Angiopep-2)(Ex4(Cys32)-ANS4(N-Term)或Exen-S4)的示意性结构。此化合物具有结构HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPCSGAPPPS-(MHA)-GYKGERYRGFKETNFNTFS-OH，其中MHA是马来酰亚胺基己酸。
图10是以从左至右的次序示出当结合于Angiopep-2的二聚体形式时，艾塞那肽-4、艾塞那肽-4-Angiopep-2结合物C3、C6、和C11(其中数字表示连接Angiopep-2和艾塞那肽-4的碳链的长度，如在2008年10月15日提交的美国临时申请号61/105,618中描述的)、艾塞那肽-S4(Exen-S4)、以及艾塞那肽-4穿过BBB的能力的图。
图11是示出在小鼠中和对照相比，艾塞那肽-4和艾塞那肽-An2-An2(Exen-An2-An2)降低糖血的能力的图。
具体实施方式
我们现已开发了多聚体形式的肽载体，其能够高效率地穿过血-脑屏障(BBB)或能够高效率地进入特定的细胞类型(例如，肝脏、脾脏、肾脏、肌肉、卵巢)。这些多聚体形式，当结合(缀合)于治疗剂时，能够将药剂转运穿过BBB或进入特定细胞。在一些情况下，肽载体的多聚体(例如，二聚体)形式能够更有效地穿过BBB或进入特定的细胞类型，并且在某些情况下(如在本文中所描述的)比肽载体的单体形式更有效得多。和非结合剂或结合于肽载体的单体形式的药剂相比，这种增加的转运效率可以允许治疗剂的更低剂量。在其它情况下，和非结合剂或结合于肽载体的单体形式的药剂相比，通过更有效地将药剂引向它的靶组织，本发明的化合物可以以更高剂量给予，这是因为更大的靶向效率可以降低副作用。下文详细描述了包括这样多聚体的化合物以及它们在治疗疾病中的应用。
多聚体肽载体
本发明的化合物的特点在于本文描述的多聚体(例如，二聚体)形式的肽载体。直接地(例如，共价键如二硫键或肽键)或间接地(例如，通过接头如本文描述的那些接头)，通过化学键来连接肽载体。以下描述典型的多聚体肽。
通过接头连接的肽
在一些实施方式中，通过化学接头来连接本文描述的肽载体。这样的化学接头在本领域中是已知的并在本文中加以描述。任何适当的接头可以用来产生本发明的多聚体。典型的化学接头包括下文描述的那些化学接头。
在某些实施方式中，多聚体肽载体具有下式的二聚体：
A1-X-A2
其中，A1和A2各自独立地是肽载体(例如，本文描述的任何肽载体)以及X是接头。接头可以是本文描述的任何接头。在特定的实施方式中，接头包含马来酰亚胺基部分并结合于存在于肽载体中的半胱氨酸(例如，对其已添加N端或C端半胱氨酸残基的肽载体)。
在其它实施方式中，多聚体肽载体具有或包括选自由下述化学式组成的组中的化学式：
Figure BDA0000139615920000171
其中，A1、A2、A3、Am、以及每个Ap独立地是肽载体(例如，本文描述的任何肽载体)；X、X1、以及每个Xp独立地是接头(例如，本文描述的任何接头)，其将两个肽载体连接在一起；n是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；m是n+2；以及p是2至n+1的整数。在特定的实施方式中，n是1，并且化合物具有下式：
Figure BDA0000139615920000181
高级多聚体还可以由下式来描述：
Figure BDA0000139615920000182
其中，A1、A2、每个Aq、每个Ar、以及每个As独立地是肽载体(例如，本文描述的任何肽载体)；A3是肽载体或不存在；X、每个Xq、每个Xr、以及每个Xs独立地是连接肽载体的接头；m、n、以及p各自独立地是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；q是4至m+3的整数；r是m+4至m+n+3的整数；以及s是m+n+4至m+n+p+3的整数。
融合蛋白多聚体
在其它实施方式中，多聚体肽具有融合蛋白的形式。融合蛋白可以包含2、3、4、5、或更多肽载体，其是直接通过肽键、或通过肽接头加以连接。在一个实例中，融合蛋白二聚体由下式来描述：
A1-X-A2
其中，A1和A2独立地是肽载体(例如，一种氨基酸序列，其基本上同一于选自由SEQ ID NO：1-105和107-117、或其功能片段组成的组中的序列)以及X是或者(a)连接A1和A2的肽键或者(b)通过肽键连接于A1和A2的一个或多个氨基酸。在某些实施方式中，肽是单氨基酸(例如，天然存在的氨基酸)、柔性接头、刚性接头、或α-螺旋接头。可以用于本发明的典型的肽接头描述在以下标题为“肽接头”的部分中。在某些实施方式中，A1和A2是相同的肽载体。
融合蛋白多聚体可以由下式来描述：
A1-(Xn-Am)n
其中，n是或至少是1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；m是2至n+1的整数；A1和每个Am独立地是肽载体(例如，一种氨基酸序列，其基本上同一于选自由SEQ ID NO：1-105和107-117、或其功能片段组成的组中的序列)；以及每个Xn独立地是或者(a)连接A1和A2的肽键或者(b)通过肽键连接于相邻肽载体(A1或An)的一个或多个氨基酸。
在某些实施方式中，形成多聚体的肽载体可以是长度各自少于100、50、40、35、30、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、或15的氨基酸。融合蛋白可以是长度少于1,000、500、250、150、100、90、80、75、70、65、60、55、50、45、40、或35的氨基酸。
接头
肽载体或者可以直接地(例如，通过共价键如肽键)彼此结合或结合于治疗剂，或者可以通过接头加以结合。接头包括化学连接剂(例如，可切割接头)和肽。以下描述的任何接头都可以用于本发明的化合物。
化学连接剂
在一些实施方式中，接头是化学连接剂。可以通过巯基、氨基(胺)、或任何适当的反应基来结合(缀合)肽载体。同型双官能和异型双官能交联剂(结合剂)可获自许多商业来源。在本文描述的肽和药剂上可以发现可用于交联的部位。交联剂可以包含柔性臂，例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15个碳原子。典型的交联剂包括BS3([二(磺基琥珀酰亚胺基)辛二酸酯]；BS3是同型双官能N-羟基琥珀酰亚胺酯，其靶向可接近的伯胺)、NHS/EDC(N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺；NHS/EDC允许伯胺基团和羧基的结合)、磺基-EMCS([N-ε-马来酰亚胺基己酸]酰肼；磺基-EMCS是异型双官能反应基(马来酰亚胺和NHS酯)，其对于巯基和氨基具有反应性)、酰肼(大多数蛋白包含暴露的碳水化合物，而酰肼是用于将羧基连接于伯胺的有用的试剂)、SATA(N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰硫基乙酸酯，SATA对于胺类具有反应性并添加受保护的巯基)、以及BMOE(双马来酰亚胺基乙烷)。
为形成共价键，作为化学反应基，可以使用各种各样的活性羧基(例如，酯)，其中羟基部分在为修饰肽所需要的水平下是生理上可接受的。特定药剂包括N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)、N-羟基-磺基琥珀酰亚胺(磺基-NHS)、马来酰亚胺-苯甲酰-琥珀酰亚胺(MBS)、γ-马来酰亚胺基-丁酰氧基琥珀酰亚胺酯(GMBS)、马来酰亚胺基丙酸(MPA)、马来酰亚胺基己酸(MHA)、以及马来酰亚胺基十一酸(MUA)。
伯胺是NHS酯的主要靶标。在蛋白质的N端上存在的可接近的α-胺基团和赖氨酸的ε-胺和NHS酯反应。因此，本发明的化合物可以包括具有NHS酯的接头，其中上述NHS酯结合于肽的N端氨基或赖氨酸的ε-胺。当NHS酯结合反应和释放N-羟基琥珀酰亚胺的伯胺反应时，形成酰胺键。在本文中这些包含琥珀酰亚胺的反应基称作琥珀酰亚胺基。在本发明的某些实施方式中，在蛋白质上的官能团将是巯基，以及化学反应基将是包含马来酰亚胺基的基团如γ-马来酰亚胺-丁酰胺(GMBA或MPA)。上述包含马来酰亚胺的基团在本文中称作maleido基团。
当反应混合物的pH值为6.5-7.4时，马来酰亚胺基对于肽上的巯基具有最大的选择性。在pH值7.0时，马来酰亚胺基和巯基(例如，在蛋白质如血清白蛋白或IgG上的巯基)的反应速率比和胺类的反应速率快1000倍。因而，可以在马来酰亚胺基和巯基之间形成稳定的硫醚键。因此，本发明的化合物可以包括具有马来酰亚胺基的接头，其中上述马来酰亚胺基结合于肽载体或药剂的巯基。
胺-胺(amine-to-amine)接头包括NHS酯和亚氨酸酯。典型的NHS酯是DSG(二琥珀酰亚胺基戊二酸酯)，DSS(二琥珀酰亚胺基辛二酸酯)，BS3(二[磺基琥珀酰亚胺基]辛二酸酯)，TSAT(三琥珀酰亚胺基氨基三乙酸酯)，二琥珀酰亚胺酯活化化合物的变体，其包括聚乙二醇隔离物如BS(PEG)n，其中n是1-20(例如，BS(PEG)5和BS(PEG)9)，DSP(二硫代双[琥珀酰亚胺基丙酸酯])，DTSSP(3，3’-二硫代双[磺基琥珀酰亚胺基丙酸酯])，DST(二琥珀酰亚胺基酒石酸酯)，BSOCOES(二[2-(琥珀酰亚胺基氧基羰氧基)乙基]砜)，EGS(乙二醇二[琥珀酰亚胺基琥珀酸酯])，以及磺基-EGS(乙二醇二[磺基琥珀酰亚胺基琥珀酸酯])。亚氨酸酯包括DMA(己二亚胺酸二甲酯·2HCl，dimethyl adipimidate·2 HCl)、DMP(庚二亚氨酸二甲酯·2HCl，dimethyl pimelimidate·2 HCl)、DMS(辛二亚氨酸二甲酯·2HCl，dimethyl suberimidate·2 HCl)、以及DTBP(3，3’-二硫代双丙亚氨酸二甲酯·2HCl，dimethyl 3，3’-dithiobispropionimidate·2 HCl)。其它胺-胺接头包括DFDNB(1，5-二氟-2，4-二硝基苯)和THPP(β-[三(羟甲基)膦基]丙酸(甜菜碱))。
接头可以是巯基-巯基(sulfhydryl-to-sulfhydry)接头。上述接头包括马来酰亚胺和吡啶二硫醇。典型的马来酰亚胺包括BMOE(二马来酰亚胺基乙烷)，BMB(1，4-二马来酰亚胺基丁烷)，BMH(二马来酰亚胺基己烷)，TMEA(三[2-马来酰亚胺基乙基]胺)。BM(PEG)2(1，8-二马来酰亚胺基二乙二醇)或BM(PEG)n，其中n是1至20(例如，2或3)，BMDB(1，4-马来酰亚胺-2，3-二羟基丁烷)，以及DTME(二硫代双马来酰亚胺基乙烷)。典型的吡啶二硫醇包括DPDPB(1，4-二-[3’-(2’-吡啶二硫代)-丙酰胺基]丁烷)。其它巯基接头包括HBVS(1，6-己烷-二乙烯基砜)。
接头可以是胺-巯基(amine-to-sulfhydryl)接头，其包括NHS酯/马来酰亚胺化合物。这些化合物的实例是AMAS(N-(α-马来酰亚胺基乙酰氧基)琥珀酰亚胺酯)，BMPS(N-[β-马来酰亚胺基丙氧基]琥珀酰亚胺酯)，GMBS(N-[γ马来酰亚胺基丁酰氧基]琥珀酰亚胺酯)，磺基-GMBS(N-[γ-马来酰亚胺基丁酰氧基]磺基琥珀酰亚胺酯)，MBS(间-马来酰亚胺基苯甲酰基-N-羟基琥珀酰亚胺酯)，磺基-MBS(间-马来酰亚胺基苯甲酰基-N-羟基磺基琥珀酰亚胺酯)，SMCC(琥珀酰亚胺基4-[N-马来酰亚胺基甲基]环己烷-1-羧酸酯)，磺基-SMCC(磺基琥珀酰亚胺基4-[N-马来酰亚胺基甲基]环己烷-1-羧酸酯)，EMCS([N-ε-马来酰亚胺基己酰氧基]琥珀酰亚胺酯)，磺基-EMCS([N-ε-马来酰亚胺基己酰氧基]磺基琥珀酰亚胺酯)，SMPB(琥珀酰亚胺基4-[对-马来酰亚胺基苯基]丁酸酯)，磺基-SMPB(磺基琥珀酰亚胺基4-[对-马来酰亚胺基苯基]丁酸酯)，SMPH(琥珀酰亚胺基-6-[β-马来酰亚胺基丙酰胺基]己酸酯)，LC-SMCC(琥珀酰亚胺基-4-[N-马来酰亚胺基甲基]环己烷-1-羧基-[6-酰氨基己酸酯])，磺基-KMUS(N-[κ-马来酰亚胺基十一烷酰氧基]磺基琥珀酰亚胺酯)，SM(PEG)n(琥珀酰亚胺基-([N-马来酰亚胺基丙酰胺基-聚乙二醇)酯)，其中n是1至30(例如，2、4、6、8、12、或24)，SPDP(N-琥珀酰亚胺基3-(2-吡啶二硫代)-丙酸酯)，LC-SPDP(琥珀酰亚胺基6-(3-[2-吡啶二硫代]-丙酰胺基)己酸酯)，磺基-LC-SPDP(磺基琥珀酰亚胺基6-(3’-[2-吡啶二硫代]-丙酰胺基)己酸酯)，SMPT(4-琥珀酰亚胺基氧基羰基-α-甲基-α-[2-吡啶二硫代]甲苯)，磺基-LC-SMPT(4-磺基琥珀酰亚胺基-6-[α-甲基-α-(2-吡啶二硫代)甲苯酰氨基]己酸酯)，SIA(N-琥珀酰亚胺基碘乙酸酯)，SBAP(琥珀酰亚胺基3-[溴乙酰氨基]丙酸酯)，SIAB(N-琥珀酰亚胺基[4-碘乙酰基]氨基苯甲酸酯)，以及磺基-SIAB(N-磺基琥珀酰亚胺基[4-碘乙酰基]氨基苯甲酸酯)。
在其它实施方式中，接头是氨基-非选择性接头(amino-to-nonselectivelinker)。上述接头的实例包括NHS酯/芳基叠氮化物和NHS酯/二氮丙啶(diazirine)接头。NHS酯/芳基叠氮化物接头包括NHS-ASA(N-羟基琥珀酰亚胺基-4-叠氮基水杨酸)、ANB-NOS(N-5-叠氮基-2-硝基苯酰氧基琥珀酰亚胺)、磺基-HSAB(N-羟基磺基琥珀酰亚胺基-4-叠氮基苯甲酸酯)、磺基-NHS-LC-ASA(磺基琥珀酰亚胺基[4-叠氮基水杨基酰氨基]己酸酯)、SANPAH(N-琥珀酰亚胺基-6-(4’-叠氮基-2’-硝基苯基氨基)己酸酯)、磺基-SANPAH(N-磺基琥珀酰亚胺基-6-(4’-叠氮基-2’-硝基苯基氨基)己酸酯)、磺基-SFAD(磺基琥珀酰亚胺基-(全氟叠氮基苯甲酰氨基)-乙基-1，3’-二硫代丙酸酯)、磺基-SAND(磺基琥珀酰亚胺基-2-(间-叠氮基-邻-硝基苯甲酰氨基)-乙基-1，3’-丙酸酯)、以及磺基-SAED(磺基琥珀酰亚胺基2-[7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酰氨基]乙基-1，3’-二硫代丙酸酯)。NHS酯/二氮丙啶(diazirine)接头包括SDA(琥珀酰亚胺基4，4’-叠氮戊酸酯)、LC-SDA(琥珀酰亚胺基6-(4，4’-叠氮戊酰氨基)己酸酯)、SDAD(琥珀酰亚胺基2-([4，4’-叠氮戊酰氨基]乙基)-1，3’-二硫代丙酸酯)、磺基-SDA(磺基琥珀酰亚胺基4，4’-叠氮戊酸酯)、磺基-LC-SDA(磺基琥珀酰亚胺基6-(4，4′-叠氮戊酰氨基)己酸酯)、以及磺基-SDAD(磺基琥珀酰亚胺基2-([4，4’-叠氮戊酰氨基]乙基)-1，3′-二硫代丙酸酯)。
典型的胺-羧基(amine-to-carboxyl)接头包括碳二亚胺化合物(例如，DCC(N，N-二环己基碳二亚胺)和EDC(1-乙基-3-[3-二甲氨基丙基]碳二亚胺))。典型的巯基-非选择性(sulfhydryl-to-nonselective)接头包括吡啶二硫醇/芳基叠氮化物(例如，APDP((N-[4-(对-叠氮基水杨基酰氨基)丁基]-3’-(2’-吡啶二硫代)丙酰胺))。典型的巯基-碳水化合物(sulfhydryl-to-carbohydrate)接头包括马来酰亚胺/酰肼化合物(例如，BMPH(N-[β-马来酰亚胺基丙酸]酰肼)、EMCH([N-ε-马来酰亚胺基己酸]酰肼)、MPBH(4-(4-N-马来酰亚胺基苯基)丁酸酰肼)、和KMUH(N-[κ-马来酰亚胺基十一酸]酰肼))以及吡啶二硫醇/酰肼化合物(例如，PDPH(3-(2-吡啶二硫代)丙酰酰肼))。典型的碳水化合物-非选择性接头(carbohydrate-to-nonselective linker)包括酰肼/芳基叠氮化物(例如，ABH(对叠氮基苯甲酰基酰肼))。典型的羟基-巯基(hydroxyl-to-sulfhydryl)接头包括异氰酸酯/马来酰亚胺化合物(例如，(N-[对-马来酰亚胺基苯基]异氰酸酯))。典型的胺-DNA(amine-to-DNA)接头包括NHS酯/补骨脂素化合物(例如，SPB(琥珀酰亚胺基-[4-(补骨脂素-8-基氧基)]-丁酸酯))。
在其它实施方式中，接头是三官能、四官能、或更高官能连接剂。典型的三官能接头包括TMEA、THPP、TSAT、LC-TSAT(三琥珀酰亚胺基(6-氨基己酰基)氨基三乙酸酯)、三琥珀酰亚胺基-1，3，5-苯三羧酸酯、MDSI(马来酰亚胺基-3，5-二琥珀酰亚胺基间苯二酸酯)、SDMB(琥珀酰亚胺基-3，5-二马来酰亚胺基苯基苯甲酸酯、Mal-4(四(3-马来酰亚胺基丙基)季戊四醇、NHS-4(四(N-琥珀酰亚胺基羧丙基)季戊四醇))。
TMEA具有以下结构：
Figure BDA0000139615920000231
TMEA，通过它的马来酰亚胺基团，可以与巯基反应(例如，通过半胱氨酸氨基酸侧链)。
THPP具有以下结构：
Figure BDA0000139615920000232
THPP的羟基和羧基可以与伯胺或仲胺反应。
接头还描述在在美国专利号4,680,338中，其具有下式y＝C＝N-Q-A-C(O)-Z，其中Q是同芳环系或杂芳环系；A是单键或未取代或取代的二价C1-30桥连基，Y是O或S；以及Z是Cl，Br，I，N3，N-琥珀酰亚胺氧基，咪唑基，1-苯并三唑氧基，OAr，其中Ar是缺电子活化芳基、或OC(O)R，其中R是-A-Q-N＝C＝Y或C4-20叔烷基。
接头还描述在美国专利号5,306,809中，其描述了具有化学式
Figure BDA0000139615920000233
的接头，其中R1是H、C1-6烷基、C2-6链烯基、C6-12芳基或芳烷基或偶联于二价有机-O-、-S-、或
Figure BDA0000139615920000234
的那些基团，其中R’是C1-6烷基、连接部分；R2是H、C1-12烷基、C6-12芳基、或C6-12芳烷基；R3是
Figure BDA0000139615920000235
Figure BDA0000139615920000236
或另一种化学结构(其能够使相邻氮的孤对电子离开原位)；以及R4是侧反应基，其能够将R3连接于肽载体或连接于药剂。
氨基酸和肽接头
在其它实施方式中，接头包括至少一个氨基酸(例如，至少2、3、4、5、6、7、10、15、20、25、40、或50个氨基酸的肽)。在某些实施方式中，接头是单氨基酸(例如，任何天然存在的氨基酸如Cys)。在其它实施方式中，如在美国专利号7,271,149中所描述的，使用了富含甘氨酸的肽如具有序列[Gly-Gly-Gly-Gly-Ser]n的肽，其中n是1、2、3、4、5或6。在其它实施方式中，如在美国专利号5,525,491中所描述的，使用了富含丝氨酸的肽接头。富含丝氨酸的肽接头包括那些具有式[X-X-X-X-Gly]y的肽接头，其中可达两个X是Thr，剩余的X是Ser，以及y是1至5(例如，Ser-Ser-Ser-Ser-Gly，其中y大于1)。在一些情况下，接头是单氨基酸(例如，任何氨基酸，如Gly或Cys)。
可以按照柔性(例如，柔性的或刚性的)或可以基于电荷(例如，阳性、阴性、或中性)来选择氨基酸接头。柔性接头通常包括那些具有Gly残基的接头(例如，[Gly-Gly-Gly-Gly-Ser]n，其中n是1、2、3、4、5或6)。其它接头包括刚性接头(例如，PAPAP和(PT)nP，其中n是2、3、4、5、6、或7)以及α-螺旋接头(例如，A(EAAAK)nA，其中n是1、2、3、4、或5)。
适宜接头的实例是琥珀酸、Lys、Glu、以及Asp、或二肽如Gly-Lys。当接头是琥珀酸时，其一个羧基可以与氨基酸残基的氨基形成酰胺键，而其其它羧基可以，例如与肽或取代基的氨基形成酰胺键。当接头是Lys、Glu、或Asp时，其羧基可以与氨基酸残基的氨基形成酰胺键，以及其氨基可以，例如，与取代基的羧基形成酰胺键。当Lys用作接头时，可以将另外的接头插入在Lys的ε-氨基和取代基之间。在一种具体实施方式中，另外的接头是琥珀酸，其可以与Lys的ε-氨基以及与在取代基中存在的氨基形成酰胺键。在一种实施方式中，另外的接头是Glu或Asp(例如，其与Lys的ε-氨基形成酰胺键以及与在取代基中存在的羧基形成酰胺键)，即，取代基是Nε-酰化赖氨酸残基。
在其它实施方式中，肽接头是支链多肽。典型的支链肽接头描述在美国专利号6,759,509中。这样的接头包括具有下式的那些接头：
Figure BDA0000139615920000241
其中，A是巯基受体；W是桥连部分(基团)；c是0至1的整数；a是2至12的整数；Q是O、NH、或N-低级烷基；p是0或1的整数；d是0或1的整数；E是多价原子；每个b是1至10的整数；每个X具有下式：
-CO-Y-Zm-Gn
其中，Y是具有L型的两个氨基酸残基；Z是一个或两个氨基酸残基；m是0或1的整数；G是自身不可移动的隔离物或间隔区(self-immolativespacer)；以及n是0或1的整数；条件是当n是0时，则-Y-Zm是Ala-Leu-Ala-Leu或Gly-Phe-Leu-Gly；或每个X具有下式：
其中每个X1具有下式-CO-Y-Zm-Gn；以及其中Y、Z、Q、E、G、m、d、p、a、b、和n如上述所定义；或每个X1具有下式：
Figure BDA0000139615920000252
其中每个X2具有下式-CO-Y-Zm-Gn；以及其中Y、Z、G、Q、E、m、d、p、a、b、和n如上述所定义；或每个X2具有下式：
Figure BDA0000139615920000253
其中每个X3具有下式-CO-Y-Zm-Gn；以及其中Y、Z、G、Q、E、m、d、p、a、b、和n如上述所定义；或每个X3具有下式
Figure BDA0000139615920000254
其中每个X4具有下式-CO-Y-Zm-Gn；以及其中Y、Z、G、Q、E、m、d、p、a、b、和n如上述所定义。
支链接头可以采用中间自身不可移动的隔离部分(基团)(self-immolative spacer moiety)(G)，其将药剂或肽载体与支链肽接头共价连接在一起。自身不可移动的隔离物(self-immolative spacer)可以是双官能化学部分(基团)，其能够将两个化学部分(基团)共价连接在一起并借助于酶促切割(例如，本文描述的任何适当接头)从三联体分子中释放所述隔离的化学部分(基团)的一种。在某些实施方式中，G是自身不可移动的隔离部分(基团)(self-immolative spacer moiety)，其隔开并将药剂或肽载体与肽接头共价连接在一起，其中隔离物经由T部分(基团)(如在下式中所使用的，“T”表示亲核原子，其已经包含在药剂或肽载体中)连接于肽载体或药剂，并且其可以由下式表示：
Figure BDA0000139615920000261
其中T是O、N或S；-HN-R1-COT，其中T是O、N或S，以及R1是C1-5烷基；
Figure BDA0000139615920000262
其中T是O、N、或S，以及R2是H或C1-5烷基；
Figure BDA0000139615920000263
其中T是O、N或S；或
Figure BDA0000139615920000264
其中T是O、N、或S。优选的G包括PABC(对-氨基苄基-氨基甲酰基)、GABA(γ-氨基丁酸)、α，α-二甲基GABA、以及β，β-二甲基GABA。
在支链接头中，通过来自肽载体或药剂的硫原子，巯基受体“A”连接于肽载体或药剂。巯基受体可以是，例如，α-取代的乙酰基。这样的基团具有下式：其中Y是离去基团如Cl、Br、I、甲磺酸盐、甲苯磺酸盐等。如果巯基受体是α-取代的乙酰基，则巯基加合物在键接于配体以后形成键-S-CH2-。优选地，巯基受体是迈克尔加成受体。本发明的代表性的迈克尔加成受体具有下式
Figure BDA0000139615920000266
在键接配体的巯基以后，迈克尔加成受体变成迈克尔加成加合物，例如，其中L是药剂或肽载体。
桥连基“W”是双官能化学部分(基团)，其能够将两个隔离的化学部分(基团)共价连接在一起成为稳定的三联体分子(tripartate molecule)。桥连基的实例描述在S.S.Wong，Chemistry of Protein Conjugation andCrosslinking.CRC Press，Florida，(1991)以及G.E.Means和R.E.Feeney，Bioconiugate Chemistry，vol.1，pp.2-12，(1990)中，其披露的内容以引用方式结合于本文。W可以将巯基受体共价连接于酮部分(基团)。一种典型的桥连基具有下式-(CH2)f-(Z)g-(CH2)h-，其中，f是0至10；h是0至10；g是0或1，条件是当g是0时，则f+h是1至10；Z是S、O、NH、SO2、苯基、萘基、聚乙二醇、包含3至10个碳原子的脂环族烃环，或包含3至6个碳原子以及选自O、N、或S的1或2个杂原子的杂芳族烃环。优选的脂环族部分(基团)包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。优选的芳杂族部分(基团)包括吡啶基、聚乙二醇(1-20个重复单元)、呋喃基、吡喃基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、噁嗪基、吡咯基、噻唑基、吗啉基等。在桥连基中，优选的是，当g是0时，则f+h是2至6的整数(例如，2至4如2)。当g是1时，优选的是，f是0、1或2；以及h是0、1或2。优选的偶联于巯基受体的桥连基示于Pierce Catalog，pp.E-12、E-13、E-14、E-15、E-16、以及E-17(1992)。
肽载体多聚体连接于药剂
除以上描述的多聚体肽载体以外，本发明的特点还在于这样的化合物，其中将多聚体肽载体连接(例如，通过共价键)于一种或多种药剂(例如，诊断剂或治疗剂，如任何本文描述的那些诊断剂或治疗剂)。药剂可以直接通过共价键如肽键或二硫键连接于肽载体，或可以通过接头(例如，本文描述的任何接头)连接于肽载体。可以通过在载体上的任何适当的活性部分(基团)，例如，通过伯胺如在赖氨酸侧链上的N-端胺或ε-氨基，通过硫羟键(例如，通过半胱氨酸侧链)，或通过羧基(例如，C-端羧基或天冬氨酸或谷氨酸侧链)，将药剂连接于肽载体。在其中药剂是肽或多肽的实施方式中，可以通过肽键(例如，合成或重组产生的，作为融合蛋白)，将药剂连接于肽载体。
二聚体结合物(缀合物)
可以以分子的肽载体部分或通过分子的接头部分来结合(缀合)包括药剂和二聚体肽载体的化合物。
本发明的化合物，其中药剂连接(例如，通过接头，其中接头是化学接头、肽、或共价键如肽键)于肽载体，可以由下式表示：
其中，A1和A2各自独立地是肽载体(例如，本文描述的任何肽载体)；X是接头(例如，化学接头、肽、或共价键)，其连接A1和A2；B1是药剂；以及Y1是接头，其连接B1和A1。在某些实施方式中，将两种或更多种(例如，3、4、5、6、7、8、9、或10种)药剂连接于一个或两个肽载体。这样的化合物可以由下式表示：
Figure BDA0000139615920000281
其中，A1、A2、和X如上述所定义；m是1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；n是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；p是1至m的整数；q是m+1至m+n的整数；每个Bp和每个Bq独立地是药剂(例如，本文描述的任何药剂)；以及每个Yp和每个Yq独立地是接头，其分别将每个Bp或每个Bq连接于A1或A2。
在其它实施方式中，通过连接肽载体从而形成二聚体的接头，将药剂连接(例如，通过共价键或化学接头如本文描述的那些共价键或化学接头)于二聚体。这样的化合物可以具有下式：
Figure BDA0000139615920000282
其中，A1和A2是肽载体(例如，本文描述的任何肽载体)；B是药剂；以及X是接头，其连接A1、A2、和B。
在其它实施方式中，可以将药剂连接于接头和肽载体。这样的化合物可以由下式表示：
Figure BDA0000139615920000283
其中，A1和A2独立地是肽载体；BZ是药剂或不存在；m是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；n是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；p是1至m的整数；q是m+1至m+n的整数；每个Bp和Bq独立地是药剂(例如，本文描述的任何药剂)；以及每个Yp和Yq独立地是接头，其分别将每个Bp或每个Bq连接于A1或A2，其中以下的至少一种(例如，至少两种)是真的(i)B1是存在的；(ii)m至少为1；以及(iii)n至少为1。
三聚体结合物(缀合物)
本发明的化合物还可以包括三聚体肽载体。在通过肽载体的一种将三聚体肽载体连接于单一药剂的情况下，化合物可以具有下式之一：
以及
Figure BDA0000139615920000292
其中，A1、A2、和A3各自独立地是肽载体(例如，本文描述的任何肽载体)；X1和X2是接头；B1是药剂；以及Y1是接头，其将B1连接于肽载体(例如，A1、A2、和A3)或连接于接头X1。
在其它实施方式中，将三聚体肽载体结合于一种或一种以上的药剂。这样的结合可以是通过肽载体、或通过接头。这样的化合物可以具有下式之一：
Figure BDA0000139615920000293
其中，A1、A2、和A3是肽载体；n、m、和j是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；每个Bp、每个Bq、和每个Br独立地是药剂(例如，本文描述的任何药剂)；Bz和By独立地是药剂或不存在；X1是接头，其连接A1、A2、和Bz(如果存在的话)；X2是接头，其连接A2、A3、和By(如果存在的话)。在某些实施方式中，n、m、或j的至少之一是至少为1，Bz是存在的，或By是存在的。在其它实施方式中，Bp、Bq、Br、By、和Bz的至少两种(例如，至少3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、或30种)是存在的。
高级多聚体结合物(缀合物)
本发明的化合物还可以包括高级的肽多聚体(例如，四聚体(quatromer)、五聚体等)。这样的多聚体可以由下式来描述：
Figure BDA0000139615920000294
其中，A1、A2、每个Aq、每个Ar、和每个As独立地是肽载体；A3是肽载体或不存在；X、每个Xq、Xr、和Xs独立地是连接肽载体的接头；m、n、和p各自独立地是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；q是4至m+3的整数；r是m+4至m+n+3的整数；以及s是m+n+4至m+n+p+3的整数。可以将一种或多种药剂连接于此式的接头(X、任何Xq、Xr、或Xs)或肽载体(A1、A2、A3、每个Aq、每个Ar、和每个As)以形成高级多聚体结合物(缀合物)。
肽载体
本发明的化合物的特点可以在于本文描述的任何多肽，例如，在表1中描述的任何肽(例如，Angiopep-1、Angiopep-2、Angiopep-7、或反向Angiopep-2)、或其片段或类似物。在某些实施方式中，上述多肽相对于本文描述的多肽可以具有至少35％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、95％、99％、或甚至100％同一性。上述多肽相对于本文描述的序列之一可以具有一个或多个(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15个)取代。下文详细描述其它修饰。
本发明的特点还在于这些多肽的片段(例如，功能片段)。在某些实施方式中，这些片段能够被有效地转运到或积累在特定的细胞类型(例如，肝脏、眼、肺、肾脏、或脾脏)中或被有效地转运穿过BBB。多肽的截短可以是从多肽的N-端、多肽的C-端、或其组合的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、或更多氨基酸。其它片段包括其中多肽的内部部分被缺失(删除)的序列。
可以通过利用本文描述的实验或方法的一种来确定另外的多肽。例如，可以通过常规肽合成来产生候选多肽，结合于紫杉醇，然后给予实验动物。和未用结合物治疗(例如，用非结合剂治疗)的对照相比，可以例如基于其提高注射有肿瘤细胞并用结合物治疗的动物的存活能力来确定生物活性多肽结合物(缀合物)。例如，可以基于在原位脑灌注实验中其在实质中的位置来确定生物活性多肽。
也可以进行测定以确定在其它组织中的积累。可以将多肽的标记结合物给予动物，并且可以测量在不同器官中的积累。例如，结合于可检测标记(例如，近红外荧光光谱标记如Cy5.5)的多肽使得活体内可视化。可以将这样的多肽给予动物，并且可以检测在器官中多肽的存在，从而允许确定在所期望器官中多肽积累的速率和量。在其它实施方式中，可以用放射性同位素(例如，125I)来标记多肽。然后将多肽给予动物。在一段时间后，处死动物并提取器官。然后可以利用本领域已知的任何方式来测量在每个器官中的放射性同位素的量。通过相对于标记的对照多肽的量比较在特定器官中标记的候选多肽的量，可以确定候选多肽进入和积累在特定组织中的能力。适当的阴性对照包括已知不会被有效地转运到特定的细胞类型的任何肽或多肽(例如，与并不穿过BBB的Angiopep有关的肽、或任何其它肽)。
另外的序列描述于美国专利号5,807,980(例如，本文中的SEQ IDNO：102)、5,780,265(例如，SEQ ID NO：103)、5,118,668(例如，SEQ IDNO：105)。一种典型的核苷酸序列编码抑蛋白酶肽类似物atgagaccagatttctgcct cgagccgccg tacactgggc cctgcaaagc tcgtatcatc cgttacttct acaatgcaaaggcaggcctg tgtcagacct tcgtatacgg cggctgcaga gctaagcgta acaacttcaa accgcggaagactgcatgc gtacttgcgg tggtgcttag；SEQ ID NO：6；Genbank登录号X04666。利用在国际申请号PCT/CA2004/000011中披露的合成抑蛋白酶肽序列(或其部分)进行蛋白质BLAST(Genbank：www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/)可以发现抑蛋白酶肽类似物的其它实例。典型的抑蛋白酶肽类似物还可以参见登录号CAA37967(GI：58005)和1405218C(GI：3604747)。
药剂
可以将任何治疗剂或诊断剂结合于本发明的多聚体(例如，二聚体)。可以将这样的药剂化学结合于一种或多种肽载体，或可以结合于接头，其连接两种(或更多种)肽载体(例如，三官能接头)。受到特别关注的药剂包括抗癌剂(例如，紫杉醇、依托泊苷、多柔比星(阿霉素)和其类似物)、RNAi剂、以及肽和多肽治疗剂(例如，GLP-1激动剂、神经加压素和神经加压素受体激动剂、瘦素和OB受体激动剂、GDNF、BDNF、以及它们的类似物)。
在某些实施方式中，药剂是小分子药物、抗生素、药品、可检测标记、蛋白质(例如，酶)、基于蛋白质的化合物(例如，包含一个或多肽链的蛋白质复合物)以及肽或多肽。可以用于本发明的典型的肽和多肽治疗剂描述于，例如，2008年12月5日提交的美国临时申请号61/200,947，其以引用方式结合于本文。药剂可以尤其是这样的分子，其在中枢神经系统的水平上是活性的。药剂可以是用于治疗或检测神经系统疾病的任何药剂。
药剂可以是小分子药物、抗生素、药品、可检测标记、蛋白质(例如，酶)、基于蛋白质的化合物(例如，包含一个或多肽链的蛋白质复合物)以及肽或多肽。药剂可以尤其是这样的分子，其在中枢神经系统的水平上是活性的。药剂可以是用于治疗或检测神经系统疾病的任何药剂。
可检测标记可以是放射性成像剂。其它标记包括同位素、荧光标记(例如，罗丹明)、报道分子(例如，生物素)等。可检测标记的其它实例包括，例如，绿色荧光蛋白、生物素、his-tag蛋白和β-半乳糖苷酶。
蛋白质或基于蛋白质的化合物，其可以结合于本发明的多聚体，包括抗体、抗体片段(例如，抗体结合片段如Fv片段、F(ab)2、F(ab)2’和Fab等)、基于肽类或蛋白质的药物(例如，正性药理调节剂(激动剂)或药理抑制剂(拮抗剂))。药剂的其它实例是细胞毒素(例如，单甲基auristatin(monomethyl auristatin E)(MMAE)、来自细菌内毒素和外毒素的毒素；白喉毒素、肉毒杆菌毒素、破伤风毒素、百日咳毒素、葡萄球菌肠毒素、毒素休克综合征毒素(toxin shock syndrome toxin)TSST-1、腺苷酸环化酶毒素、志贺氏毒素、霍乱肠毒素等)和抗血管生成化合物(内皮生长抑素、儿茶素、营养品、趋化因子IP-10、基质金属蛋白酶抑制剂(MMPI)、anastellin(纤粘连蛋白的III1-C片段)、玻连蛋白、抗凝血酶、酪氨酸激酶抑制剂、VEGF抑制剂、针对受体的抗体、曲妥单抗(赫赛汀
Figure BDA0000139615920000321
贝伐单抗(阿瓦斯丁以及帕尼单抗(panitumumab)等)。
下文详细描述特定的药剂。
抗癌剂
同样根据本发明，药剂可以是抗癌药物。由本发明包含的抗癌药物可以包括，例如，这样药物，其具有允许使它结合于本发明的载体的基团。特定的抗癌药物包括那些抗癌药物，其选自紫杉醇(泰素(Taxo1))、长春碱、长春新碱、依托泊苷、多柔比星(阿霉素)、环磷酰胺、多西他赛(泰索帝
Figure BDA0000139615920000323
美法仑、和苯丁酸氮芥，它们的药用盐，或它们的混合物。在特定的实施方式中，抗癌剂是紫杉醇、依托泊苷、或多柔比星(阿霉素)，它们的药用盐，或它们的衍生物。
其它典型的药剂包括阿巴瑞克、阿地白介素、阿仑单抗、阿利维A酸、别嘌呤醇、六甲蜜胺、阿米斯丁、阿那白滞素、阿那曲唑(阿纳托司唑)、三氧化二砷、天冬酰胺酶、阿扎胞苷、注射用卡介苗、贝伐单抗(安维汀)、贝沙罗汀、博来霉素、博来霉素、硼替佐米、硼替佐米、白消安、白消安、卡普睾酮、卡培他滨、卡铂(卡波铂)、卡莫司汀(卡氯芥)、塞来考昔、西妥昔单抗、顺铂、克拉屈滨、氯法拉滨、阿糖胞苷、氮烯唑胺、更生霉素、放线菌素D、达肝素(例如，钠)、达依泊汀α、达沙替尼、柔红霉素、道诺霉素、地西台宾、地尼白介素、地尼白介素-毒素连接物、右丙亚胺、丙酸屈他雄酮、依库珠单抗(eculizumab)、表柔比星(例如，HCl)、阿法依泊汀、埃罗替尼、雌氮芥、依西美坦、芬太尼(例如，柠檬酸盐)、非格司亭、氟尿苷、氟达拉滨、氟尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、氟维司群、吉非替尼、吉西他滨(例如，HCl盐)、吉姆单抗、奥佐米星、戈舍瑞林(例如，醋酸盐)、组氨瑞林(例如，醋酸盐)、羟基脲、替伊莫单抗、去甲氧正定霉素、异环磷酰胺、伊马替尼(例如，甲磺酸盐)、干扰素α-2b、依立替康、二甲苯磺酸拉帕替尼、来那度胺、来曲唑、甲酰四氢叶酸、亮丙立德(例如，醋酸盐)、左咪唑、环己亚硝脲、CCNU、氮芥(氮芥气)、甲地孕酮、巯嘌呤(6-MP)、巯乙磺酸钠、甲氨蝶呤、甲氧沙林、丝裂霉素C、米托坦、米托蒽醌、苯丙酸南诺龙、奈拉滨、若莫单抗、奥普瑞白介素、奥沙利铂、帕利夫明(palifermin)、氨羟二磷酸二钠、帕尼单抗、培加酶(甲氧聚乙二醇琥珀酰胺腺甙脱氨酶)、培门冬酶(pegaspargase)、培非司亭(pegfilgrastim)、培干扰素α-2b(聚乙二醇干扰素α-2b)、培美曲塞(例如，二钠)、喷司他丁、哌泊溴烷、普卡霉素(光神霉素)、卟菲尔钠(例如，钠)、丙卡巴肼(甲基苄肼)、奎纳克林、拉布立酶、利妥昔单抗、沙莫司亭、索拉非尼、链佐星、舒尼替尼(例如，马来酸盐)、滑石、它莫西芬、替莫唑胺、替尼泊苷(VM-26)、睾内脂、沙利度胺、硫鸟嘌呤(6-TG)、噻替派、噻替派、噻替派、托泊替康(例如，hcl)、托瑞米芬、托西莫单抗/I-131(托西莫单抗)、曲妥单抗、曲妥单抗、维生素A酸(ATRA)、尿嘧啶氮芥、戊柔比星、长春瑞滨、伏立诺他、唑来膦酸、以及唑来膦酸。
紫杉醇衍生物
在某些实施方式中，药剂是紫杉醇的衍生物。紫杉醇的结构类似物披露在美国专利号6,911,549中并且可以通过下式来描述：
Figure BDA0000139615920000331
其中，R1选自-CH3；-C6H5，或由以下1、2或3个(取代基)取代的苯基：C1-C4烷基、C1-C3烷氧基、卤基、C1-C3烷硫基、三氟甲基、C2-C6二烷氨基、羟基、或硝基；以及2-呋喃基、2-噻吩基、1-萘基、2-萘基或3，4-亚甲基二氧基苯基；R2选自-H，-NHC(O)H，-NHC(O)C1-C10烷基(优选-NHC(O)C4-C6烷基)，-NHC(O)苯基，由以下1、2或3个(取代基)取代的-NHC(O)苯基：C1-C4烷基、C1-C3烷氧基、卤基、C1-C3烷硫基、三氟甲基、C2-C6二烷氨基、羟基或硝基，-NHC(O)C(CH3)＝CHCH3，-NHC(O)OC(CH3)3，-NHC(O)OCH2苯基，-NH2，-NHSO2-4-甲基苯基，-NHC(O)(CH2)3COOH，-NHC(O)-4-(SO3H)苯基，-OH，-NHC(O)-1-金刚烷基，-NHC(O)O-3-四氢呋喃基，-NHC(O)O-4-四氢吡喃基，-NHC(O)CH2C(CH3)3，-NHC(O)C(CH3)3，-NHC(O)OC1-C10烷基，-NHC(O)NHC1-C10烷基，-NHC(O)NHPh，由以下1、2或3个(取代基)取代的-NHC(O)NHPh：C1-C4烷基、C1-C3烷氧基、卤基、C1-C3烷硫基、三氟甲基、C2-C6二烷氨基、或硝基，-NHC(O)C3-C8环烷基，-NHC(O)C(CH2CH3)2CH3，-NHC(O)C(CH3)2CH2Cl，-NHC(O)C(CH3)2CH2CH3，邻苯二甲酰亚胺基(phthalimido)，-NHC(O)-1-苯基-1-环戊基，-NHC(O)-1-甲基-1-环己基，-NHC(S)NHC(CH3)3，-NHC(O)NHCC(CH3)3或-NHC(O)NHPh；R3选自由-H、-NHC(O)苯基或-NHC(O)OC(CH3)3组成的组，总体条件是，R2和R3之一是-H，但R2和R3并不都是-H；R4是-H或选自-OH、-OAc(-OC(O)CH3)、-OC(O)OCH2C(C1)3、-OCOCH2CH2NH3 +HCOO-、-NHC(O)苯基、-NHC(O)OC(CH3)3、-OCOCH2CH2COOH和其药用盐、-OCO(CH2)3COOH和其药用盐、以及-OC(O)-Z-C(O)-R’[其中Z是亚乙基(-CH2CH2-)、亚丙基(-CH2CH2CH2-)、-CH＝CH-、1，2-环己烷或1，2-亚苯基，R’是-OH、-OH碱、-NR’2R’3、-OR’3、-SR’3、-OCH2C(O)NR’4R’5，其中R’2是-H或-CH3，R’3是-(CH2)nNR’6R’7或(CH2)nN+R’6R’7R’8X-，其中n是1-3，R’4是-H或-C1-C4烷基，R’5是-H、-C1-C4烷基、苄基、羟乙基、-CH2CO2H或二甲基氨基乙基，R’6和R’7是-CH3、-CH2CH3、苄基或R’6和R’7与NR’6R’7的氮一起形成吡咯烷基、哌啶基、吗啉代、或N-甲基哌嗪基；R’8是-CH3、-CH2CH3或苄基，X-是卤化物，以及碱是NH3、(HOC2H4)3N、N(CH3)3、CH3N(C2H4)2NH、NH2(CH2)6NH2、N-甲基葡糖胺、NaOH或KOH]、-OC(O)(CH2)nNR2R3[其中n是1-3，R2是-H或-C1-C3烷基以及R3是-H或-C1-C3烷基]、-OC(O)CH(R”)NH2[其中R”选自-H、-CH3、-CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH2CH3、-CH(CH3)2、-CH2苯基、-(CH2)4NH2、-CH2CH2COOH、-(CH2)3NHC(＝NH)NH2]、氨基酸脯氨酸的残基、-OC(O)CH＝CH2、-C(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2SO3 -Y+、-OC(O)CH2CH2C(O)NHCH2CH2CH2SO3 -Y+，其中Y+是Na+或N+(Bu)4、-OC(O)CH2CH2C(O)OCH2CH2OH；R5是-H或-OH，总体条件是，当R5是-OH时，则R4是-H以及进一步的条件是，当R5是-H时，则R4不是-H；R6是-H:-H，其时R7是α-R71:β-R72，其中R71和R72之一是-H以及R71和R72的另一个是-X，其中X是卤基以及R8是-CH3；R6是-H:-H，其时R7是α-H:β-R74，其中R74和R8一起形成环丙基环；R10是-H或-C(O)CH3；以及它们的药用盐，其时化合物包含酸性或碱性官能团。
特定的紫杉醇类似物包括((叠氮基苯基)脲基)紫杉烷、(2α，5α，7β，9α，10β，13α)-5，10，13，20-四乙酰氧基紫杉-11-烯-2，7，9-三醇、(2α，5α，9α，10β)-2，9，10-三乙酰氧基-5-((β-D-吡喃葡糖基)氧基)-3，11-环紫杉-11-烯-13-酮、1β-羟基浆果赤霉素I、1，7-二羟基紫杉宁、1-乙酰基-5，7，10-去乙酰基-浆果赤霉素I、1-去羟基浆果赤霉素VI、1-羟基-2-去乙酰氧基-5-去肉桂酰基-紫杉宁j、1-羟基-7，9-二去乙酰基浆果赤霉素I、1-羟基浆果赤霉素I、10-乙酰基-4-去乙酰基泰索帝、10-去乙酰氧基紫杉醇、10-去乙酰基浆果赤霉素III二甲亚砜二溶剂化物(10-Deacetyl baccatin III dimethylsulfoxide disolvate)、10-去乙酰基-10-(3-氨基苯甲酰基)紫杉醇、10-去乙酰基-10-(7-(二乙氨基)香豆素-3-羰基)紫杉醇、10-去乙酰基-9-二氢紫杉醇、10-去乙酰基浆果赤霉素III、10-去乙酰基紫杉醇、10-去乙酰基紫杉宁、10-去乙酰基紫杉醇、10-脱氧-10-C-吗啉代乙基多西他赛、10-O-乙酰基-2-O-(环己基羰基)-2-脱苯甲酰基泰索帝、10-O-仲胺基乙基多西他赛、11-去甲基laulimalide(11-desmethyllaulimalide)、13-脱氧代-13-乙酰氧基-7，9-二乙酰基-1，2-二脱氧紫杉碱、13-脱氧浆果赤霉素III、14-羟基-10-去乙酰基-2-O-脱苯甲酰基浆果赤霉素III、14-羟基-10-去乙酰基浆果赤霉素III、14β-苯酰氧基-13-去乙酰基浆果赤霉素IV、14β-苯酰氧基-2-去乙酰基浆果赤霉素VI、14β-苯酰氧基浆果赤霉素IV、19-羟基浆果赤霉素III、2’，2”-亚甲基多西他赛、2’，2”-亚甲基紫杉醇、2’-(缬氨酰-亮氨酰-赖氨酰-PABC)紫杉醇、2’-乙酰基紫杉醇、2’-O-乙酰基-7-O-(N-(4’-荧光素羰基)丙氨酰)紫杉醇、2，10，13-三乙酰氧基-紫杉-4(20)，11-二烯-5，7，9-三醇、2，20-O-二乙酰基紫杉素N(2，20-O-diacetyltaxumairol N)、2-(4-叠氮基苯甲酰基)紫杉醇、2-去乙酰氧基紫杉宁J、2-脱苯甲酰基-2-间甲氧基苯甲酰基-7-三乙基甲硅烷基-13-氧代-14-羟基浆果赤霉素III 1，14-碳酸酯/盐、2-O-(环己基羰基)-2-脱苯甲酰基浆果赤霉素III 13-O-(N-(环己基羰基)-3-环己基异丝氨酸酯/盐)(2-O-(cyclohexylcarbonyl)-2-debenzoylbaccatin III 13-O-(N-(cyclohexylcarbonyl)-3-cyclohexylisoserinate))、2α，7β，9α，10β，13α-五乙酰氧基紫杉-4(20)，11-二烯-5-醇、2α，5α，7β，9α，13α-五羟基-10β-乙酰氧基紫杉-4(20)，11-二烯、2α，7β，9α，10β，13-五乙酰氧基-11β-羟基-5α-(3’-N，N-二甲基氨基-3’-苯基)-丙酸基紫杉-4(20)，12-二烯、2α，7β-二乙酰氧基-5α，10β，13β-三羟基-2(3-20)移位(阿贝，abeo)紫杉-4(20)，11-二烯-9-酮(2α，7β-diacetoxy-5α，10β，13β-trihydroxy-2(3-20)abeotaxa-4(20)，11-dien-9-one)、2α，9α-二羟基-10β，13α-二乙酰氧基-5α-(3’-甲基氨基-3’-苯基)-丙酸基紫杉-4(20)，11-二烯、2α-羟基-7β，9α，10β，13α-四乙酰氧基-5α-(2’-羟基-3’-N，N-二甲基氨基-3’-苯基)-丙酸基紫杉-4(20)，11-二烯、3’-(4-叠氮基苯甲酰氨基)紫杉醇、3’-N-(4-苯甲酰基二氢肉桂酰)-3’-N-脱苯甲酰基紫杉醇、3’-N-间氨基苯甲酰氨基-3’-脱苯甲酰氨基紫杉醇、3’-对羟基紫杉醇、3，11-环紫杉宁NN-2，4-去乙酰基紫杉醇、5，13-二乙酰氧基-紫杉-4(20)，11-二烯-9，10-二醇、5-O-苯甲酰化紫杉宁K、5-O-苯基丙酸基紫杉宁A、5α，13α-二乙酰氧基-10β-肉桂酰氧基-4(20)，11-紫杉二烯-9α-醇、6，3’-对二羟基紫杉醇、6-α-羟基-7-脱氧-10-去乙酰基浆果赤霉素-III、6-氟-10-乙酰基多西他赛、6-羟基紫杉醇、7，13-二乙酰氧基-5-肉桂氧基-2(3-20)-移位(阿贝，abeo)-紫杉-4(20)，11-二烯-2，10- 二醇(7，13-diacetoxy-5-cinnamyloxy-2(3-20)-abeo-taxa-4(20)，11-diene-2，10-diol)、7，9-二去乙酰基浆果赤霉素VI、7-(5’-生物素基氨基丙酰基)紫杉醇、7-乙酰基紫杉醇、7-脱氧-10-去乙酰基浆果赤霉素-III、7-脱氧-9-二氢紫杉醇、7-表紫杉醇(7-epipaclitaxel)、7-甲硫基甲基紫杉醇、7-O-(4-苯甲酰基二氢肉桂酰)紫杉醇、7-O-(N-(4’-荧光素羰基)丙氨酰)紫杉醇、7-木糖基-10-去乙酰基紫杉醇、8，9-单环氧云实素(8，9-single-epoxy brevifolin)、9-二氢浆果赤霉素III、9-二氢紫杉醇、9α-羟基-2α，10β，13α-三乙酰氧基-5α-(3’-N，N-二甲基氨基-3’-苯基)-丙酸基紫杉-4(20)，11-二烯、浆果赤霉素III、浆果赤霉素III 13-O-(N-苯甲酰基-3-环己基异丝氨酸酯)、BAY59、苯甲酰基紫杉醇、BMS 181339、BMS 185660、BMS 188797、短叶醇(brevifolio1)、butitaxel、三尖杉宁碱、dantaxusin A(一种紫杉烷二萜)、dantaxusin B(一种紫杉烷二萜)、dantaxusin C(一种紫杉烷二萜)、dantaxusin D(一种紫杉烷二萜)、二溴-10-去乙酰基三尖杉宁碱、DJ927、多西他赛、荧光紫杉醇2(Flutax 2)、戊二酰紫杉醇6-氨基己醇葡糖苷酸、IDN 5109、IDN 5111、IDN 5127、IDN5390、isolaulimalide、laulimalide、MST 997、N-(紫杉醇-2’-O-(2-氨基)苯基丙酸酯)-O-(β-葡糖苷酸基)氨基甲酸酯、N-(紫杉醇-2’O-3，3-二甲基丁酸酯)-O-(β-葡糖苷酸基)氨基甲酸酯、N-脱苯甲酰基-N-(3-(二甲基氨基)苯甲酰基)紫杉醇、nonataxel、奥曲肽-结合的紫杉醇、紫杉醇、紫杉醇-铁传递蛋白、PNU 166945、聚(乙二醇)-结合的紫杉醇-2’-甘氨酸酯/盐、多聚谷氨酸-紫杉醇、protax、protaxel、RPR 109881A、SB T-101187、SB T-1102、SB T-1213、SB T-1214、SB T-1250、SB T-12843、tasumatrol E、tasumatrolF、tasumatrol G、紫杉-4(20)，11(12)-二烯-5-基乙酸酯、紫杉-4(20)，11(12)-二烯-5-醇、紫杉烷、taxchinin N、taxcultine、taxezopidine M、taxezopidineN、紫杉碱、紫杉宁、紫杉宁A、紫杉宁M、紫杉宁NN-1、紫杉宁NN-7、紫杉醇C-7-木糖、紫杉醇-唾液酰基结合物(taxol-sialyl conjugate)、taxumairol A、taxumairol B、taxumairol G、taxumairol H、taxumairol I、taxumairol K、taxumairol M、taxumairol N、taxumairol O、taxumairol U、taxumairol V、taxumairol W、taxumairol-X、taxumairol-Y、taxumairol-Z、紫杉素、taxuspinanane A、taxuspinanane B、taxuspine C、taxuspine D、taxuspine F、taxuyunnanine C、taxuyunnanine S、taxuyunnanine T、taxuyunnanine U、taxuyunnanine V、tRA-96023、以及wallifoliol。其它紫杉醇类似物包括1-脱氧紫杉醇、10-去乙酰氧基-7-脱氧紫杉醇、10-O-去乙酰基紫杉醇10-单琥珀酰酯、10-琥珀酰紫杉醇、12b-乙酰氧基-2a，3，4，4a，5，6，9，10，11，12，12a，12b-十二氢-4，11-二羟基-12-(2，5-二甲氧基苄氧基)-4a，8，13，13-四甲基-5-氧代-7，11-亚甲基-1H-环癸基(3，4)苯并(1，2-b)氧杂环丁烷-9-基3-(叔丁氧基羰基)氨基-2-羟基-5-甲基-4-己酸酯(12b-acetyloxy-2a，3，4，4a，5，6，9，10，11，12，12a，12b-dodecahydro-4，11-dihydroxy-12-(2，5-dimethoxybenzyloxy)-4a，8，13，13-tetramethyl-5-oxo-7，11-methano-1H-cyclodeca(3，4)benz(1，2-b)oxet-9-yl 3-(tert-butyloxycarbonyl)amino-2-hydroxy-5-methyl-4-hexaenoate)、130-nm清蛋白结合的紫杉醇、2-吡喃葡糖基琥珀酸2’-紫杉醇甲基酯、3’-(4-叠氮基苯基)-3’-去苯基紫杉醇、4-氟紫杉醇、6，6，8-三甲基-4，4a，5，6，7，7a，8，9-八氢环戊(4，5)环庚(1，2-c)-呋喃-4，8-二醇4-(N-乙酰基-3-苯基异丝氨酸酯)、6，6，8-三甲基-4，4a，5，6，7，7a，8，9-八氢环戊(4，5)环庚(1，2-c)-呋喃-4，8-二醇4-(N-叔丁氧基羰基-3-苯基异丝氨酸酯)、7-(3-甲基-3-亚硝基硫代丁酰)紫杉醇、7-脱氧紫杉醇、7-琥珀酰紫杉醇、A-Z-CINN 310、AI-850、清蛋白结合的紫杉醇、AZ 10992、isotaxel、MAC321、MBT-0206、NK105、Pacliex、聚谷氨酸紫杉醇(paclitaxel poliglumex)、紫杉醇-EC-1结合物、polilactofate、以及TXD 258。其它紫杉醇类似物描述在美国专利号4,814,470、4,857,653、4,942,184、4,924,011、4,924,012、4,960,790、5,015,744、5,157,049、5,059,699、5,136,060、4,876,399、以及5,227,400中。
依托泊苷衍生物
依托泊苷衍生物也可以用于本发明的化合物。在一些实施方式中，鬼臼毒素衍生物是具有按照下式的结构的化合物：
Figure BDA0000139615920000381
或其立体异构体，其中，每个R1、R2、和R3独立地选自H、可选取代的C1-6烷基、C(O)R8、P(O)(OR9)(OR10)、S(O)2(OR9)、或可水解接头Y(其包含与多肽的氨基酸的共价键)；X是O或NR7；每个R4、R5、和R7独立地选自H、可选取代的C1-6烷基、C(O)R8、或可水解接头Y(其包含与多肽的氨基酸的共价键)；R6是H、可选取代的C1-6烷基、可选取代的芳基、可选取代的杂芳基；R8选自可选取代的C1-6烷基或可选取代的芳基；每个R9和R10独立地选自H、可选取代的C1-6烷基、或可选取代的芳基；以及n是1、2、3、4、5、6、7、或8。在某些实施方式中，在2’或3’羟基处结合依托泊苷衍生物。上述结合策略的另外实例描述在2008年10月15日提交的美国临时申请号61/105,654、和2009年4月20日提交的美国临时申请号61/171,010中。
依托泊苷的其它衍生物包括依托泊苷磷酸盐
Figure BDA0000139615920000382
其中酚式-OH由-OP(O)(OH)2取代，或其任何药用盐(例如，-OP(O)(ONa)2)。和依托泊苷相比，依托泊苷磷酸盐具有改善的水溶性。
其它依托泊苷衍生物包括那些其中酚式-OH由酰氧基(例如，-OC(O)R8，如本文描述的)取代的依托泊苷衍生物，如以下化合物：
Figure BDA0000139615920000391
(“依托泊苷4’-二甲基甘氨酸”或“依托泊苷DMG”)。
当共价连接于本文描述的任何多肽时，相对于依托泊苷，这些酰化依托泊苷衍生物也可以呈现改善的水溶性。
其它典型的鬼臼毒素衍生物包括替尼泊苷和NK611。
Figure BDA0000139615920000392
替尼泊苷                    NK611
还有其它适用于本发明的鬼臼毒素衍生物描述于美国专利号4,567,253、4,609,644、4,900,814、4,958,010、5,489,698、5,536,847、5,571,914、6,051,721、6,107,284、6,475,486、6,610,299、6,878,746、6,894,075、7,087,641、7,176,236、7,241,595、7,342,114、和7,378,419中，以及美国专利公开号20030064482、20030162722、20040044058、20060148728、和20070249651中，上述文献各自以引用方式结合于本文。
多柔比星(阿霉素)衍生物
在一些实施方式中，抗癌剂是多柔比星(阿霉素)(羟基柔红霉素或亚德里亚霉素或多柔比星(阿霉素)衍生物如表柔比星(艾伦斯
Figure BDA0000139615920000394
或法玛新
Figure BDA0000139615920000395
以下示出这些典型化合物的结构。可以通过结合于，例如，14-羟基的可水解共价接头，将多柔比星(阿霉素)和多柔比星(阿霉素)衍生物共价连接于在本文描述的任何多肽中的氨基酸。
Figure BDA0000139615920000401
多柔比星(阿霉素)                        表柔比星
可以通常由下式来描述多柔比星(阿霉素)衍生物：
Figure BDA0000139615920000402
其中，每个X1、X2、X3、X4、和X5独立地选自共价键、O、或NR25；每个R17、R18、R19、R20、R20、R21、R22、R23、R24、和R25独立地选自H、可选取代的C1-6烷基、可选取代的C2-6烯基、可选取代的C2-6炔基、可选取代的环烷基、可选取代的杂环基，或是如本文所定义的可水解接头Y。
当将式(II)的化合物连接于本文描述的任何多肽时，R17、R18、R19、R20、R20、R21、R22、R23、R24、和R25之一是Y。在某些实施方式中，R21是Y。
其它多柔比星(阿霉素)衍生物可以参见美国专利号4,098,884、4,301,277、4,314,054、4,464,529、4,585,859、4,672,057、4,684,629、4,826,964、5,200,513、5,304,687、5,594,158、5,625,043、以及5,874,412，各自以引用方式结合于本文。
核酸
可以将多聚体肽载体结合于任何核酸，包括表达载体(例如，质粒)和治疗性核酸(例如，RNAi剂)。表达载体可以编码多肽(例如，治疗性多肽如干扰素，治疗性细胞因子(例如，IL-12)、或FGF-2)或可以编码治疗性核酸(例如，RNAi剂如本文描述的那些RNAi剂)。核酸包括本领域已知的任何类型，如具有任何长度、构象、电荷、或形状(即，线形、多联体、圆形(例如，质粒)、带切口环状、卷曲、超螺旋)、或带电的双和单链DNA和RNA分子。另外，核酸可以包含5’和3’末端修饰并且包括在这些末端处的平齐(blunt)和突出(overhanging)的核苷酸，或它们的组合。在本发明的某些实施方式中，核酸是或编码RNA干扰序列(例如，siRNA、shRNA、miRNA、或dsRNA核苷酸序列)，其可以沉默靶向基因产物。核酸可以是，例如，DNA分子、RNA分子、或它们的修饰形式。
典型的RNAi靶标包括生长因子(例如，表皮生长因子(EGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、转化生长因子-β(TGF-β))，生长因子受体，其包括受体酪氨酸激酶(例如，EGF受体(EGFR)，其包括Her2/neu(ErbB)，VEGF受体(VEGFR)，血小板源生长因子受体(PDGFR)，细胞因子，趋化因子，激酶，其包括细胞质酪氨酸和丝氨酸/苏氨酸激酶(例如，黏着斑激酶、周期蛋白依赖激酶、SRC激酶、syk-ZAP70激酶、BTK激酶、RAF激酶、MAP激酶(包括ERK)、以及Wnt激酶)，磷酸酶，调节GTP酶(例如，Ras蛋白)，转录因子(例如，MYC)，激素和激素受体(例如，雌激素和雌激素受体)，抗凋亡分子(例如，存活素(survivin)、Bcl-2、Bcl-xL)，致癌基因(例如，肿瘤抑制调节剂如mdm2)，酶(例如，超氧化物歧化酶1(SOD-1)、α，β(BACE)、和γ分泌酶、α-L-艾杜糖苷酸酶、艾杜糖醛酸硫酸酯酶、乙酰肝素N-硫酸酯酶、α-N-乙酰基氨基葡糖苷酶、乙酰基-Coα-氨基葡糖苷乙酰转移酶、N-乙酰基葡糖胺6-硫酸酯酶、N-乙酰基半乳糖胺4-硫酸酯酶、β-半乳糖苷酶、鞘磷脂酶、葡糖脑苷脂酶、α-半乳糖苷酶-A、神经酰胺酶、半乳糖基神经酰胺酶、芳基硫酸酯酶A、天冬氨酸酰酶、植烷酰-CoA羟化酶、peroxin-7、β-氨基己糖苷酶A、天冬氨酰氨基葡糖苷酶、岩藻糖苷酶、和α-甘露糖苷酶、唾液酸酶)，以及其它蛋白质(例如，Huntingtin(Htt蛋白)、淀粉样前体蛋白(APP)、分选微管连接蛋白(sorting nexin)(包括SNX6)、α-突触核蛋白(α-synuclein)、LINGO-1、Nogo-A、和Nogo受体1(NgR-1))，以及胶质细胞原纤维酸性蛋白。表2示出在典型的RNAi靶标和疾病之间的关系。
沉默EGFR的典型的RNAi序列是SEQ ID NO：117(GGAGCUGCCCAUGAGAAAU)和SEQ ID NO：118(AUUUCUCAUGGGCAGCUCC)。同样，可以用具有例如，展示在SEQID NO：119(GGAGTACCCTGATGAGATC)中的序列的RNAi分子来沉默VEGF。用于本发明的药剂的另外的RNAi序列可以是商购的(例如，Dharmacon，Ambion)或从业人员可以利用若干公开可获得的软件工具的一种来构建切实可行的RNAi序列(例如，由MIT/Whitehead维护的siRNASelection Server，可获自：http://jura.wi.mit.edu/bioc/siRNAext/)。疾病或病症、以及可用于治疗上述疾病的RNAi靶标的实例列于表3中。
表2：典型的疾病和靶分子
Figure BDA0000139615920000421
Figure BDA0000139615920000431
GLP-1激动剂
可以将本文描述的多聚体结合于本领域已知的GLP-1激动剂。特定的GLP-1激动剂包括GLP-1、艾塞那肽-4、和其类似物。以下描述典型的类似物。
艾塞那肽-4(Exendin-4)和艾塞那肽-4类似物(exendin-4 analog)。艾塞那肽-4和艾塞那肽-4类似物也可以用于本发明的组合物、方法、以及试剂盒。本发明的化合物可以包括艾塞那肽-4序列的片段。艾塞那肽-4具有以下序列。
His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-NH2
特定的艾塞那肽-4类似物包括那些类似物，其具有半胱氨酸取代(例如，[Cys32]艾塞那肽-4)或赖氨酸取代(例如，[Lys39]艾塞那肽-4)。
艾塞那肽类似物还描述在美国专利号7,157,555中并且包括那些具有下式的类似物：
X1-X2-X3-Gly-Thr-X4-X5-X6-X7-X8-Ser-Lys-Gln-X9-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-X10-X11-X12-X13-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-X14-Ser-Ser-Gly-Ala-X15-X16-X17-X18-Z
其中，X1是His、Arg或Tyr；X2是Ser、Gly、Ala或Thr；X3是Asp或Glu；X4是Phe、Tyr或Nal；X5是Thr或Ser；X6是Ser或Thr；X7是Asp或Glu；X8是Leu、Ile、Val、pGly或Met；X9是Leu、Ile、pGly、Val或Met；X10是Phe、Tyr、或Nal；X11是Ile、Val、Leu、pGly、t-BuG或Met；X12是Glu或Asp；X13是Trp、Phe、Tyr、或Nal；X14、X15、X16和X17独立地是Pro、HPro、3Hyp、4Hyp、TPro、N-烷基甘氨酸、N-烷基-pGly或N-烷基丙胺酸；X18是Ser、Thr、或Tyr；以及Z是-OH或-NH2(例如，条件是，化合物不是艾塞那肽-3或艾塞那肽-4)。
用于N-烷基甘氨酸、N-烷基-pGly和N-烷基丙胺酸的优选N-烷基包括低级烷基(例如，C1-6烷基或C1-4烷基)。
在某些实施方式中，X1是His或Tyr(例如，His)。X2可以是Gly。X9可以是Leu、pGly、或Met。X13可以是Trp或Phe。X4可以是Phe或Nal；X11可以是Ile或Val；以及X14、X15、X16和X17可以独立地选自Pro、HPro、TPro、或N-烷基丙胺酸(例如，其中N-烷基丙胺酸具有1至约6个碳原子的N-烷基)。在一个方面，X15、X16、和X17是相同的氨基酸残基。X18可以是Ser或Tyr(例如，Ser)。Z可以是-NH2。
在其它实施方式中，X1是His或Tyr(例如，His)；X2是Gly；X4是Phe或Nal；X9是Leu、pGly、或Met；X10是Phe或Nal；X11是Ile或Val；X14、X15、X16、和X17独立地选自Pro、HPro、TPro、或N-烷基丙胺酸；以及X18是Ser或Tyr(例如，Ser)。Z可以是-NH2。
在其它实施方式中，X1是His或Arg；X2是Gly；X3是Asp或Glu；X4是Phe或萘基丙胺酸；X5是Thr或Ser；X6是Ser或Thr；X7是Asp或Glu；X8是Leu或pGly；X9是Leu或pGly；X10是Phe或Nal；X11是Ile、Val、或叔丁基甘氨酸；X12是Glu或Asp；X13是Trp或Phe；X14、X15、X16、和X17独立地是Pro、HPro、TPro、或N-甲基丙胺酸；X18是Ser或Tyr；以及Z是-OH或-NH2(例如，其中化合物不是艾塞那肽-3或艾塞那肽-4)。Z可以是-NH2。
在另一种实施方式中，X9是Leu、Ile、Val、或pGly(例如，Leu或pGly)以及X13是Phe、Tyr、或Nal(例如，Phe或Nal)。在体外和体内，以及在化合物的合成期间，这些化合物可以呈现有利的持续作用时间并且较少受到氧化降解。
还描述在美国专利号7,157,555和7,223,725中的其它艾塞那肽类似物包括具有下式的化合物：
X1-X2-X3-Gly-X5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-Ala-X19-X20-X21-X22-X23-X24-X25-X26-X27-X28-Z1
其中，X1是His、Arg、或Tyr；X2是Ser、Gly、Ala、或Thr；X3是Asp或Glu；X5是Ala或Thr；X6是Ala、Phe、Tyr、或Nal；X7是Thr或Ser；X8是Ala、Ser、或Thr；X9是Asp或Glu；X10是Ala、Leu、Ile、Val、pGly、或Met；X11是Ala或Ser；X12是Ala或Lys；X13是Ala或Gln；X14是Ala、Leu、Ile、pGly、Val、或Met；X15是Ala或Glu；X16是Ala或Glu；X17是Ala或Glu；X19是Ala或Val；X20是Ala或Arg；X21是Ala或Leu；X22是Phe、Tyr、或Nal；X23是Ile、Val、Leu、pGly、t-BuG、或Met；X24是Ala、Glu、或Asp；X25是Ala、Trp、Phe、Tyr、或Nal；X26是Ala或Leu；X27是Ala或Lys；X28是Ala或Asn；Z1是-OH、-NH2、Gly-Z2、Gly-Gly-Z2、Gly-Gly-X31-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Ala-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Ala-X36-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Ala-X36-X37-Z2或Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Ala-X36-X37-X38-Z2；X31、X36、X37、和X38独立地是Pro、HPro、3Hyp、4Hyp、TPro、N-烷基甘氨酸、N-烷基-pGly或N-烷基丙胺酸；以及Z2是-OH或-NH2(例如，条件是，在X5、X6、X8、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X19、X20、X21、X24、X25、X26、X27、和X28中不多于三种是Ala)。用于N-烷基甘氨酸、N-烷基-pGly和N-烷基丙胺酸的优选的N-烷基包括1至约6个碳原子(例如，1至4个碳原子)的低级烷基。
在某些实施方式中，X1是His或Tyr(例如，His)。X2可以是Gly。X14可以是Leu、pGly、或Met。X25可以是Trp或Phe。在一些实施方式中，X6是Phe或Nal，X22是Phe或Nal，以及X23是Ile或Val。X31、X36、X37、和X38可以独立地选自Pro、HPro、TPro、和N-烷基丙胺酸。在某些实施方式中，Z1是-NH2或Z2是-NH2。
在另一种实施方式中，X1是His或Tyr(例如，His)；X2是Gly；X6是Phe或Nal；X14是Leu、pGly、或Met；X22是Phe或Nal；X23是Ile或Val；X31、X36、X37、和X38独立地选自Pro、HPro、TPro、或N-烷基丙胺酸。在特定的实施方式中，Z1是-NH2。
在另一种实施方式中，X1是His或Arg；X2是Gly或Ala；X3是Asp或Glu；X5是Ala或Thr；X6是Ala、Phe、或萘基丙胺酸；X7是Thr或Ser；X8是Ala、Ser、或Thr；X9是Asp或Glu；X10是Ala、Leu、或pGly；X11是Ala或Ser；X12是Ala或Lys；X13是Ala或Gln；X14是Ala、Leu、或pGly；X15是Ala或Glu；X16是Ala或Glu；X17是Ala或Glu；X19是Ala或Val；X20是Ala或Arg；X21是Ala或Leu；X22是Phe或Nal；X23是Ile、Val或t-BuG；X24是Ala、Glu或Asp；X25是Ala、Trp或Phe；X26是Ala或Leu；X27是Ala或Lys；X28是Ala或Asn；Z1是-OH、-NH2、Gly-Z2、Gly-Gly-Z2、Gly-Gly-X31-Z2、Gly-Gly X31-Ser-Z2、Gly-Gly-X31Ser-Ser-Z2、Gly-Gly-X31 Ser-Ser-Gly-Z2、Gly-Gly-X31 Ser-Ser-Gly Ala-Z2、Gly-Gly-X31 Ser-Ser-Gly-Ala-X36-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Ala-X36-X37-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Ala-X36-X37-X38-Z2；X31、X36、X37和X38独立地是Pro、HPro、TPro或N-甲基丙胺酸；以及Z2是-OH或-NH2(例如，条件是，在X3、X5、X6、X8、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X19、X20、X21、X24、X25、X26、X27和X28中不多于三种是Ala)。
在又一种实施方式中，X14是Leu、Ile、Val、或pGly(例如，Leu或pGly)，以及X25是Phe、Tyr或Nal(例如，Phe或Nal)。
在美国专利号7,220,721中描述的艾塞那肽类似物包括具有下式的化合物：
X1-X2-X3-X4-X-5-X6-X7-X8-X9-X10-X11-X12-X13-X14-X15-X16-X17-Ala-X19-X20-X21-X22-X23-X24-X25-X26-X27-X28-Z1
其中，X1是His、Arg、Tyr、Ala、Norval、Val、或Norleu；X2是Ser、Gly、Ala、或Thr；X3是Ala、Asp、或Glu；X4是Ala、Norval、Val、Norleu、或Gly；X5是Ala或Thr；X6是Phe、Tyr或Nal；X7是Thr或Ser；X8是Ala、Ser或Thr；X9是Ala、Norval、Val、Norleu、Asp、或Glu；X10是Ala、Leu、Ile、Val、pGly、或Met；X11是Ala或Ser；X12是Ala或Lys；X13是Ala或Gln；X14是Ala、Leu、Ile、pGly、Val、或Met；X15是Ala或Glu；X16是Ala或Glu；X17是Ala或Glu；X19是Ala或Val；X20是Ala或Arg；X21是Ala或Leu；X22是Phe、Tyr、或Nal；X23是Ile、Val、Leu、pGly、t-BuG、或Met；X24是Ala、Glu、或Asp；X25是Ala、Trp、Phe、Tyr、或Nal；X26是Ala或Leu；X27是Ala或Lys；X28是Ala或Asn；Z1是-OH、-NH2、Gly-Z2、Gly-Gly-Z2、Gly-Gly-X31-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Z2、Gly-Gly-X31 Ser-Ser-Gly-Ala-Z2、Gly-Gly-X31-Ser-Ser-Gly-Ala-X13-Z2、Gly-Gly-X31 Ser-Ser-Gly-Ala-X36-X37-Z2、Gly-Gly X31 Ser Ser Gly Ala X36X37X31-Z2或Gly Gly X31 Ser Ser Gly Ala X36X37X38X39-Z2；其中X31、X36、X37、和X38独立地是Pro、HPro、3Hyp、4Hyp、TPro、N-烷基甘氨酸、N-烷基-pGly、或N-烷基丙胺酸；以及Z2是-OH或-NH2(例如，条件是，在X3、X4、X5、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16、X17、X19、X20、X21、X24、X25、X26、X27和X28中不多于三种是Ala和/或条件是，如果X1是His、Arg、或Tyr；则X3、X4和X9至少之一是Ala)。
艾塞那肽-4类似物的特定实例包括艾塞那肽-4(1-30)、艾塞那肽-4(1-30)酰胺、艾塞那肽-4(1-28)酰胺、[Leu14，Phe25]艾塞那肽-4酰胺、[Leu14，Phe25]艾塞那肽-4(1-28)酰胺、以及[Leu14，Ala22，Phe25]艾塞那肽-4(1-28)酰胺。
美国专利号7,329,646描述了具有以下通式的艾塞那肽-4类似物：His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-X14-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-X20-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-X40。
其中，X14是Arg、Leu、Ile、或Met；X20是His、Arg、或Lys；X40是Arg-OH、-OH、-NH2或Lys-OH。在某些实施方式中，当X14是Met以及X20是Arg时，X40不能是-NH2。其它艾塞那肽-4衍生物包括[(Ile/Leu/Met)14，(His/Lys)20，Arg40]艾塞那肽-4；[(非Lys/非Arg)12，(非Lys/非Arg)20，(非Lys/非Arg)27，Arg40]艾塞那肽-4；以及[(非Lys/非Arg)20，Arg40]艾塞那肽-4。特定的艾塞那肽-4类似物包括[Lys20，Arg40]艾塞那肽-4、[His20，Arg40]艾塞那肽-4、以及[Leu14，Lys20，Arg40]艾塞那肽-4。
本发明还可以使用艾塞那肽-4或本文描述的任何艾塞那肽类似物的截短形式。截短形式可以包括从N-端、从C-端、或它们的组合，缺失1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、或20个氨基酸。特定的艾塞那肽-4片段包括艾塞那肽-4(1-31)。艾塞那肽-4的其它片段描述在美国专利申请公布号2007/0037747中并具有下式：
His-Gly-Glu-Gly-Thr-X6-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-X14-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-X20-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-X30-Pro-X32
其中，X6是Phe或Tyr；X14是Met、Ile或Leu；X20是Lys；X30是Gly或不存在；以及X32是Arg或不存在。
GLP-1和GLP-1类似物。在本发明的组合物、方法、以及试剂盒中使用的GLP-1激动剂可以是GLP-1或GLP-1类似物。在某些实施方式中，GLP-1类似物是肽，其可以被截短，可以具有野生型序列(例如，人野生型序列)的一个或多个取代，或可以具有其它化学修饰。GLP-1激动剂还可以是非肽化合物，例如，如在美国专利号6,927,214中所描述的。特定的类似物包括LY548806、CJC-1131、以及利拉鲁肽。
GLP-1类似物可以是GLP-1的截短形式。GLP-1肽可以从它的N-端、它的C-端、或它们的组合被截短1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、15、20、或更多残基。在某些实施方式中，截短的GLP-1类似物是GLP-1(7-34)、GLP-1(7-35)、GLP-1(7-36)、或GLP-1(7-37)人肽或其C-端酰胺化形式。
在本发明的其它实施方式中，使用截短的GLP-1肽的修饰形式。典型的类似物描述在美国专利号5,545,618中并具有以下氨基酸序列：
His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-(Gly)-(Arg)-(Gly)
其中，(Gly)、(Arg)、和(Gly)是存在或不存在，这取决于指定的链长，其中至少一种修饰选自由下述组成的组中：(a)中性氨基酸、Arg、或Lys的D形式取代在位置26和/或34处的Lys和/或中性氨基酸、Lys、或Arg的D形式取代在位置36处的Arg；(b)耐氧化的氨基酸取代在位置31处的Trp；(c)按照以下至少一种的取代：Tyr取代在位置16处的Val；Lys取代在位置18处的Ser；Asp取代在位置21处的Glu，Ser取代在位置22处的Gly；Arg取代在位置23处的Gln；Arg取代在位置24处的Ala；以及Gln取代在位置26处的Lys；(d)包括以下至少一种的取代：可替换的小的中性氨基酸取代在位置8处的Ala；可替换的酸性氨基酸或中性氨基酸取代在位置9处的Glu；可替换的中性氨基酸取代在位置10处的Gly；以及可替换的酸性氨基酸取代在位置15处的Asp；以及(e)可替换的中性氨基酸或Asp或His的N-酰化或烷基化形式取代在位置7处的His。就修饰(a)、(b)、(d)、和(e)而论，取代的氨基酸可以具有D形式。在位置7处取代的氨基酸还可以是N-酰化或N-烷基化氨基酸。典型的GLP-1类似物包括[D-His7]GLP-1(7-37)、[Tyr7]GLP-1(7-37)、[N-乙酰基-His7]GLP-1(7-37)、[N-异丙基-His7]GLP-1(7-37)、[D-Ala8]GLP-1(7-37)、[D-Glu9]GLP-1(7-37)、[Asp9]GLP-1(7-37)、[D-Asp9]GLP-1(7-37)、[D-Phe10]GLP-1(7-37)、[Ser22，Arg23，Arg24，Gln26]GLP-1(7-37)、以及[Ser8，Gln9，Tyr16，Lys18，Asp21]GLP-1(7-37)。
在美国专利号5,574,008中描述的其它GLP-1片段具有下式：
R1-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-X-Gly-Arg-R2
其中，R1是H2N、H2N-Ser、H2N-Val-Ser、H2N-Asp-Val-Ser、H2N-Ser-Asp-Val-Ser、H2N-Thr-Ser-Asp-Val-Ser、H2N-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser  、H2N-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser、H2N-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser、H2N-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser、或H2N-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser；X是Lys或Arg；以及R2是NH2、OH、Gly-NH2、或Gly-OH。
在美国专利号5,118,666中描述的其它GLP-1类似物包括序列His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-X，其中X是Lys、Lys-Gly、或Lys-Gly-Arg。
GLP-1类似物还包括具有下式的肽：H2N-X-CO-R1，其中R1是OH、OM、或-NR2R3；M是药学上可接受的阳离子或低级支链或无支链烷基(例如，C1-6烷基)；R2和R3独立地选自由氢和低级支链或无支链烷基(例如，C1-6烷基)组成的组；X是包含序列His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg的肽；NH2是X的氨基末端的胺基团；以及CO是X的羧基末端的羰基；它们的酸加成盐；以及它们的受保护或部分受保护的衍生物。这些化合物可以具有超过GLP-1(1-36)或GLP-1(1-37)的促胰岛素活性。
其它GLP-1类似物描述在美国专利号5,981,488中并具有下式：
R1-X-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Y-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Z-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-R2
其中，R1是His、D-His、去氨基-His、2-氨基-His、β-羟基-His、高组氨酸(homohistidine)、α-氟甲基-His、或α-甲基-His；X是Met、Asp、Lys、Thr、Leu、Asn、Gln、Phe、Val、或Tyr；Y和Z独立地选自Glu、Gln、Ala、Thr、Ser、和Gly；以及R2选自NH2和Gly-OH(例如，条件是，如果R1是His，X是Val，Y是Glu，以及Z是Glu，则R2是NH2)。
其它GLP-1类似物描述在美国专利号5,512,549中并具有下式：
R1-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Xaa-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys(R2)-Gly-Arg-R3
其中，R1是4-咪唑并丙酰(去氨基-组氨酰)、4-咪唑并乙酰基、或4-咪唑并-α，α二甲基-乙酰基；R2，其结合于Lys的侧链(例如，通过ε氨基)，是C6-10无支链酰基或不存在；R3是Gly-OH或NH2；以及Xaa是Lys或Arg。
还有其它的GLP-1类似物描述在美国专利号7,084,243中。在一种实施方式中，GLP-1类似物具有下式：
His-X8-Glu-Gly-X11-X12-Thr-Ser-Asp-X16-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-X22-X23-X24-Ala-X26-X27-Phe-Ile-Ala-X31-Leu-X33-X34-X35-X36-R
其中，X8是Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、或Thr；X11是Asp、Glu、Arg、Thr、Ala、Lys、或His；X12是His、Trp、Phe、或Tyr；X16是Leu、Ser、Thr、Trp、His、Phe、Asp、Val、Tyr、Glu、或Ala；X22是Gly、Asp、Glu、Gln、Asn、Lys、Arg、Cys、或Cya；X23是His、Asp、Lys、Glu、或Gln；X24是Glu、His、Ala、或Lys；X26是Asp、Lys、Glu、或His；X27是Ala、Glu、His、Phe、Tyr、Trp、Arg、或Lys；X30是Ala、Glu、Asp、Ser、或His；X33是Asp、Arg、Val、Lys、Ala、Gly、或Glu；X34是Glu、Lys、或Asp；X35是Thr、Ser、Lys、Arg、Trp、Tyr、Phe、Asp、Gly、Pro、His、或Glu；X36是Arg、Glu、或His；R是Lys、Arg、Thr、Ser、Glu、Asp、Trp、Tyr、Phe、His、-NH2、Gly、Gly-Pro、或Gly-Pro-NH2，或被删除(例如，条件是，多肽并不具有GLP-1(7-37)OH或GLP-1(7-36)-NH2的序列以及条件是多肽不是Gly8-GLP-1(7-37)OH、Gly8-GLP-1(7-36)NH2、Val8-GLP-1(7-37)OH、Val8-GLP-1(7-36)NH2、Leu8-GLP-1(7-37)OH、Leu8-GLP-1(7-36)NH2、Ile8-GLP-1(7-37)OH、Ile8-GLP-1(7-36)NH2、Ser8-GLP-1(7-37)OH、Ser8-GLP-1(7-36)NH2、Thr8-GLP-1(7-37)OH、或Thr8-GLP-1(7-36)NH2、Ala11-Glp-1(7-37)OH、Ala11-Glp-1(7-36)NH2、Ala16-Glp-1(7-37)OH、Ala16-Glp-1(7-36)NH2、Ala27-Glp-1(7-37)OH、Ala27-Glp-1(7-36)NH2、Ala27-Glp-1(7-37)OH、Ala27-Glp-1(7-36)NH2、Ala33-Glp-1(7-37)OH、或Ala33-Glp-1(7-36)NH2)。
在另一种实施方式中，多肽具有以下序列：
His-X8-Glu-Gly-Thr-X12-Thr-Ser-Asp-X16-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-X22-X23-Ala-Ala-X26-Glu-Phe-Ile-X30-Trp-Leu-Val-Lys-X35-Arg-R
其中，X8是Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、或Thr；X12是His、Trp、Phe、或Tyr；X16是Leu、Ser、Thr、Trp、His、Phe、Asp、Val、Glu、或Ala；X22是Gly、Asp、Glu、Gln、Asn、Lys、Arg、Cys、或Cya；X23是His、Asp、Lys、Glu、或Gln；X26是Asp、Lys、Glu、或His；X30是Ala、Glu、Asp、Ser、或His；X35是Thr、Ser、Lys、Arg、Trp、Tyr、Phe、Asp、Gly、Pro、His、或Glu；R是Lys、Arg、Thr、Ser、Glu、Asp、Trp、Tyr、Phe、His、-NH2、Gly、Gly-Pro、Gly-Pro-NH2，，或被缺失(删除)(例如，条件是，多肽并不具有GLP-1(7-37)OH或GLP-1(7-36)-NH2的序列以及条件是，多肽不是Gly8-GLP-1(7-37)OH、Gly8-GLP-1(7-36)NH2、Val8-GLP-1(7-37)OH、Val8-GLP-1(7-36)NH2、Leu8-GLP-1(7-37)OH、Leu8-GLP-1(7-36)NH2、Ile8-GLP-1(7-37)OH、Ile8-GLP-1(7-36)NH2、Ser8-GLP-1(7-37)OH、Ser8-GLP-1(7-36)NH2、Thr8-GLP-1(7-37)OH、Thr8-GLP-1(7-36)NH2、Ala16-GLP(7-37)OH、或Ala16-GLP-1(7-36)NH2)。
在另一种实施方式中，多肽具有以下氨基酸序列：His-X8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-X22-X23-Ala-Ala-Lys-X27-Phe-Ile-X30-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-R
其中，X8是Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、或Thr；X22是Gly、Asp、Glu、Gln、Asn、Lys、Arg、Cys、或Cya；X23是His、Asp、Lys、Glu、或Gln；X27是Ala、Glu、His、Phe、Tyr、Trp、Arg、或Lys；X30是Ala、Glu、Asp、Ser、或His；R是Lys、Arg、Thr、Ser、Glu、Asp、Trp、Tyr、Phe、His、-NH2、Gly、Gly-Pro、或Gly-Pro-NH2，或被缺失(删除)(例如，条件是，多肽并不具有GLP-1(7-37)OH或GLP-1(7-36)NH2的序列，以及条件是，多肽不是Gly8-GLP-1(7-37)OH、Gly8-GLP-1(7-36)NH2、Val8-GLP-1(7-37)OH、Val8-GLP-1(7-36)NH2、Leu8-GLP-1(7-37)OH、Leu8-GLP-1(7-36)NH2、Ile8-GLP-1(7-37)OH、Ile8-GLP-1(7-36)NH2、Ser8-GLP-1(7-37)OH、Ser8-GLP-1(7-36)NH2、Thr8-GLP-1(7-37)OH、Thr8-GLP-1(7-36)NH2、Ala16-GLP-1(7-37)OH、Ala16-Glp-1(7-36)NH2、Glu27-Glp-1(7-37)OH、或Glu27-Glp-1(7-36)NH2)。
在另一种实施方式中，多肽具有以下氨基酸序列：
X7-X8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-X22-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-R
其中，X7是L-His、D-His、去氨基-His、2氨基-His、β-羟基-His、高-His、α-氟甲基-His或α-甲基-His；X8是Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser或Thr(例如，Gly、Val、Leu、Ile、Ser、或Thr)；X22是Asp、Glu、Gln、Asn、Lys、Arg、Cys、或Cya；以及R是-NH2或Gly(OH)。
在另一种实施方式中，GLP-1化合物具有在位置8处不同于丙胺酸的氨基酸和在位置22处不同于甘氨酸的氨基酸。GLP-1化合物的具体实例包括[Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Arg22]GLP-1(7-37)OH、[Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Cya22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Arg22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Cya22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Arg22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Cya22]GLP-1(7-37)OH、[Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Arg22]GLP-1(7-36)NH2、[Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Cya22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Arg22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Cya22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Arg22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Cya22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Lys23]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Ala27]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Val8，His35]GLP-1(7-37)OH、[Val8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu22，Lys23]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu22，Glu2]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu22，Ala27]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Gly34，Lys35]GLP-1(7-37)OH、[Val8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，His37]GLP-1(7-37)OH。
其它GLP-1类似物描述在美国专利号7,101,843中并包括那些具有下式的类似物：
X7-X8-Glu-Gly-Thr-X12-Thr-Ser-Asp-X16-Ser-X18-X19-X20-Glu-X22-Gln-Ala-X25-Lys-X27-Phe-Ile-X30-Trp-Leu-X33-Lys-Gly-Arg-X37
其中：X7是L-His、D-His、去氨基-His、2-氨基-His、β-羟基-His、高组氨酸、α-氟甲基-His、或α-甲基-His；X8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Ser、或Thr；X12是Phe、Trp、或Tyr；X16是Val、Trp、Ile、Leu、Phe、或Tyr；X18是Ser、Trp、Tyr、Phe、Lys、Ile、Leu、或Val；X19是Tyr、Trp、或Phe；X20是Leu、Phe、Tyr、或Trp；X22是Gly、Glu、Asp、或Lys；X25是Ala、Val、Ile、或Leu；X27是Glu、Ile、或Ala；X30是Ala或Glu；X33是Val、或Ile；以及X37是Gly、His、NH2、或不存在(例如，条件是，化合物并不具有以下序列：GLP-1(7-37)OH、GLP-1(7-36)-NH2、[Gly8]GLP-1(7-37)OH、[Gly8]GLP-1(7-36)NH2、[Val8]GLP-1(7-37)OH、[Val8]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8]GLP-1(7-37)OH、[Leu8]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8]GLP-1(7-37)OH、[Ile8]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8]GLP-1(7-37)OH、[Ser8]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8]GLP-1(7-37)OH、[Thr8]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Tyr12]GLP-1(7-37)OH 、[Val8，Tyr12]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Tyr16]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Tyr16]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Leu8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Leu8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Leu8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Glu2]GLP-1(7-36)NH2、[Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Ala27]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu22，Ala27]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu30]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Glu30]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Leu8，Glu30]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，Glu30]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，Glu30]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，Glu30]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，Glu30]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Val8，His37]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，His37]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Leu8，His37]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，His37]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，His37]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，His37]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，His37]GLP-1(7-36)NH2)。
在美国专利号7,101,843中描述的其它GLP-1类似物具有下式：
X7-X8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-X16-Ser-X18-Tyr-Leu-Glu-X22-Gln-Ala-X25-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-X33-Lys-Gly-Arg-X37
其中：X7是L-His、D-His、去氨基-His、2-氨基-His、β-羟基-His、高组氨酸、α-氟甲基-His、或α-甲基-His；X8是Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、或Thr；X16是Val、Phe、Tyr、或Trp；X18是Ser、Tyr、Trp、Phe、Lys、Ile、Leu、或Val；X22是Gly、Glu、Asp、或Lys；X25是Ala、Val、Ile、或Leu；X33是Val或Ile；以及X37是Gly、NH2、或不存在(例如，条件是，GLP-1化合物并不具有以下序列：GLP-1(7-37)OH、GLP-1(7-36)-NH2、[Gly8]GLP-1(7-37)OH、[Gly8]GLP-1(7-36)NH2、[Val8]GLP-1(7-37)OH、[Val8]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8]GLP-1(7-37)OH、[Leu8]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8]GLP-1(7-37)OH、[Ile8]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8]GLP-1(7-37)OH、[Ser8]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8]GLP-1(7-37)OH、[Thr8]GLP-1(7-36)NH2、[Val8-Tyr16]GLP-1(7-37)OH、[Val8-Tyr16]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Val8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Val8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Gly8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Gly8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Leu8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，Asp22]GLP1(7-37)OH、[Leu8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Leu8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Leu8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Ile8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Ile8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Ser8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Ser8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Thr8，Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Thr8，Lys22]GLP-1(7-36)NH2、[Glu22]GLP-1(7-37)OH、[Glu22]GLP-1(7-36)NH2、[Asp22]GLP-1(7-37)OH、[Asp22]GLP-1(7-36)NH2、[Lys22]GLP-1(7-37)OH、[Lys22]GLP-1(7-36)NH2)。
GLP-1类似物还描述在美国专利号7,238,670中并具有以下结构：
A-X1-X2-X3-X4-X5-X6-X7-X8-X9-Y-Z-B
其中每个X1-9是天然或非天然存在的氨基酸残基；Y和Z是氨基酸残基；以及在Y和Z的α-碳原子处的取代之一可以各自独立地由第一(伯，primary)取代基取代，述伯取代基选自由氢、烷基、环烷基、环烷基烷基、杂环基烷基、芳烷基、杂芳烷基、和杂环基烷基组成的组，所述第一(伯)取代基可选地由第二(仲，secondary)取代基取代，上述仲取代基选自环烷基、杂环基、芳基、或杂芳基；任何所述第一(伯)或第二(仲)取代基可以进一步由以下一个或多个取代：H、烷基、环烷基、芳烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烯基、炔基、卤基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、酰氨基、叠氮基、胍基、脒基、羧基、羧酰胺基、羧酰胺基烷基、甲酰基、酰基、羧基烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、杂芳氧基、杂环氧基、酰氧基、巯基、巯基烷基、巯基芳基、巯基酰基、卤基、氰基、硝基、叠氮基、氨基、胍基烷基、胍基酰基、磺酸基、亚磺酰氨基、烷基磺酰、芳基磺酰或膦酸基；其中，第一(伯)或第二(仲)取代基可以可选地通过共价键彼此桥连以形成一个或多个稠环或杂环体系；其中，在Y的α-碳处的其它取代可以由H、C1-6烷基、氨基烷基、羟烷基或羧基烷基取代；其中，在Z的α-碳处的其它取代可以由氢、C1-12烷基、氨基烷基、羟烷基、或羧基烷基取代；
A和B是可选存在的，其中A是存在的并且A是H、氨基酸或包含约1-15个氨基酸残基的肽、R基团、R-C(O)(酰胺)基团、氨基甲酸酯基团RO-C(O)、脲R4R5N-C(O)、亚磺酰氨基R-SO2、或R4R5N-SO2；其中R选自由氢、C1-12烷基、C3-10环烷基、环烷基烷基、杂环基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳氧基烷基、杂芳烷基、以及杂芳氧基烷基组成的组；R4和R5各自独立地选自由H、烷基、环烷基、环烷基烷基、杂环基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳氧基烷基、杂芳烷基、以及杂芳氧基烷基组成的组；其中X1的α-氨基被H或烷基取代，所述烷基可以可选地与A形成环；其中B是存在的并且B是OR1、NR1R2、或氨基酸或包含终止在C-端的1至15个氨基酸残基(例如，1至10或1至5个)的作为羧酰胺的肽、取代的羧酰胺、酯、游离羧酸、或氨基醇；其中R1和R2独立地选自H、C1-12烷基、C3-10环烷基、环烷基烷基、杂环基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳氧基烷基、杂芳烷基或杂芳氧基烷基。
在Y和Z的α-碳原子上的典型的取代包括杂芳基芳基甲基、芳基杂芳基甲基、和联苯基甲基(其形成联苯基丙胺酸残基)，它们的任何一种还可选地被以下一个或多个取代：氢、烷基、环烷基、芳烷基、芳基、杂环基、杂芳基、烯基、炔基、卤基、羟基、巯基、硝基、氰基、氨基、酰氨基、叠氮基、胍基、脒基、羧基、羧酰胺基、羧酰胺基烷基、甲酰基、酰基、羧基烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、杂芳氧基、杂环氧基、酰氧基、巯基、巯基烷基、巯基芳基、巯基酰基、卤基、氰基、硝基、叠氮基、氨基、胍基烷基、胍基酰基、磺酸基、亚磺酰氨基、烷基磺酰、芳基磺酰以及膦酸基。
其它实施方式包括分离的多肽，其中，在Y的α-碳处的其它取代被H、甲基、或乙基取代；以及其中在Z的α-碳处的其它取代被H、甲基、或乙基取代。
另外的实施方式包括如上所述的分离的多肽，其中X1是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是第一(伯)取代基，其选自由杂环基烷基、杂芳基、杂芳基烷基和芳烷基组成的组，所述第一(伯)取代基可选地被第二(仲)取代基取代，上述第二(仲)取代基选自杂芳基或杂环基；以及其中在α-碳处的其它取代是H或烷基；X2是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是烷基或环烷基，其中烷基可以可选地与X2的氮形成环；以及其中在α-碳处的其它取代是H或烷基；X3是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是羧基烷基、二羧基烷基、磺酰烷基、杂烷基、或巯基烷基；以及其中在α-碳处的其它取代是氢或烷基；X4是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中α-碳没有被取代，或其中在α-碳处的取代之一是氨基烷基、羧基烷基、杂芳烷基、或杂环基烷基；X5是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是烷基或羟烷基，以及其中在α-碳处的其它取代是氢或烷基；X6是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是C1-12烷基、芳基、杂芳基、杂环基、环烷基烷基、杂环基烷基、芳烷基、或杂芳烷基，以及在α-碳处的其它取代是H或烷基；X7是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是羟烷基；X8是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是C1-12烷基、羟烷基、杂芳烷基、或羧酰胺基烷基，以及在α-碳处的其它取代是H或烷基；X9是天然或非天然存在的氨基酸残基，其中在α-碳处的取代之一是羧基烷基、二羧基烷基、羧基芳基、磺酰烷基、羧基酰氨基烷基、或杂芳烷基；以及其中A是H、氨基酸或包含约1至约5个氨基酸残基的肽、R基团、R-C(O)酰胺基团、氨基甲酸酯基团RO-C(O)、脲R4R5N-C(O)、亚磺酰氨基R-SO2或R4R5N-SO2。
在某些实施方式中，X1是His、D-His、N-甲基-His、D-N-甲基-His、4-噻唑基Ala、或D-4-噻唑基Ala；X2是Ala、D-Ala、Pro、Gly、D-Ser、D-Asn、Nma、D-Nma、4-ThioPro、4-Hyp、L-2-Pip、L-2-Azt、Aib、S-或R-Iva和Acc3；X3是Glu、N-甲基-Glu、Asp、D-Asp、His、Gla、Adp、Cys、或4-噻唑基Ala；X4是Gly、His、Lys、或Asp；X5是Thr、D-Thr、Nle、Met、Nva、或L-Aoc；X6是Phe、Tyr、Tyr(Bzl)、Tyr(3-NO2)、Nle、Trp、Phe(五氟)、D-Phe(五氟)、Phe(2-氟)、Phe(3-氟)、Phe(4-氟)、Phe(2，3-二氟)、Phe(3，4-二氟)、Phe(3，5-二氟)、Phe(2，6-二氟)、Phe(3，4，5-三氟)、Phe(2-碘)、Phe(2-OH)、Phe(2-OMe)、Phe(3-OMe)、Phe(3-氰基)、Phe(2-氯)、Phe(2-NH2)、Phe(3-NH2)、Phe(4-NH2)、Phe(4-NO2)、Phe(4-Me)、Phe(4-烯丙基)、Phe(正丁基)、Phe(4-环己基)、Phe(4-环己氧基)、Phe(4-苯氧基)、2-Nal、2-吡啶基Ala、4-噻唑基Ala、2-Thi、α-Me-Phe、D-α-Me-Phe、α-Et-Phe、D-α-Et-Phe、α-Me-Phe(2-氟)、D-α-Me-Phe(2-氟)、α-Me-Phe(2，3-二氟)、D-α-Me-Phe(2，3-二氟)、α-Me-Phe(2，6-二氟)、D-α-Me-Phe(2，6-二氟)、α-Me-Phe(五氟)和D-α-Me-Phe(五氟)；X7是Thr、D-Thr、Ser、或hSer；X8是Ser、hSer、His、Asn、或α-Me-Ser；以及X9是Asp、Glu、Gla、Adp、Asn、或His。
另外的实施方式包括那些实施方式，其中，Y是Bip、D-Bip、L-Bip(2-Me)、D-Bip(2-Me)、L-Bip(2′-Me)、L-Bip(2-Et)、D-Bip(2-Et)、L-Bip(3-Et)、L-Bip(4-Et)、L-Bip(2-正丙基)、L-Bip(2-正丙基，4-OMe)、L-Bip(2-正丙基，2′-Me)、L-Bip(3-Me)、L-Bip(4-Me)、L-Bip(2，3-二Me)、L-Bip(2，4-二Me)、L-Bip(2，6-二Me)、L-Bip(2，4-二Et)、L-Bip(2-Me，2′-Me)、L-Bip(2-Et，2′-Me)、L-Bip(2-Et，2′-Et)、L-Bip(2-Me，4-OMe)、L-Bip(2-Et，4-OMe)、D-Bip(2-Et，4-OMe)、L-Bip(3-OMe)、L-Bip(4-OMe)、L-Bip(2，4，6-三Me)、L-Bip(2，3-二OMe)、L-Bip(2，4-二OMe)、L-Bip(2，5-二OMe)、L-Bip(3，4-二OMe)、L-Bip(2-Et，4，5-二OMe)、L-Bip(3，4-亚甲基-二氧基)、L-Bip(2-Et，4，5-亚甲基-二氧基)、L-Bip(2-CH2OH，4-OMe)、L-Bip(2-Ac)、L-Bip(3-NH-Ac)、L-Bip(4-NH-Ac)、L-Bip(2，3-二氯)、L-Bip(2，4-二氯)、L-Bip(2，5-二氯)、L-Bip(3，4-二氯)、L-Bip(4-氟)、L-Bip(3，4-二氟)、L-Bip(2，5-二氟)、L-Bip(3-正丙基)、L-Bip(4-正丙基)、L-Bip(2-异丙基)、L-Bip(3-异丙基)、L-Bip(4-异丙基)、L-Bip(4-叔丁基)、L-Bip(3-苯基)、L-Bip(2-氯)、L-Bip(3-氯)、L-Bip(2-氟)、L-Bip(3-氟)、L-Bip(2-CF3)、L-Bip(3-CF3)、L-Bip(4-CF3)、L-Bip(3-NO2)、L-Bip(3-OCF3)、L-Bip(4-OCF3)、L-Bip(2-OEt)、L-Bip(3-OEt)、L-Bip(4-OEt)、L-Bip(4-SMe)、L-Bip(2-OH)、L-Bip(3-OH)、L-Bip(4-OH)、L-Bip(2-CH2-COOH)、L-Bip(3-CH2-COOH)、L-Bip(4-CH2-COOH)、L-Bip(2-CH2-NH2)、L-Bip(3-CH2-NH2)、L-Bip(4-CH2-NH2)、L-Bip(2-CH2-OH)、L-Bip(3-CH2-OH)、L-Bip(4-CH2-OH)、L-Phe[4-(1-炔丙基)]、L-Phe[4-(1-丙烯基)]、L-Phe[4-正丁基]、L-Phe[4-环己基]、Phe(4-苯氧基)、L-Phe(五氟)、L-2-(9，10-二氢菲基)-Ala、4-(2-苯并(b)呋喃)-Phe、4-(4-二苯并呋喃)-Phe、4-(4-吩噁噻(phenoxathiin))-Phe、4-(2-苯并(b)噻吩)-Phe、4-(3-噻吩)-Phe、4-(3-喹啉)-Phe、4-(2-萘基)-Phe、4-(1-萘基)-Phe、4-(4-(3，5-二甲基异噁唑))-Phe、4-(2，4-二甲氧基嘧啶)-Phe、高Phe、Tyr(Bzl)、Phe(3，4-二氯)、Phe(4-碘)、2-萘基-Ala、L-α-Me-Bip、或D-α-Me-Bip；Z是L-Bip、D-Bip、L-Bip(2-Me)、D-Bip(2-Me)、L-Bip(2′-Me)、L-Bip(2-Et)、D-Bip(2-Et)、L-Bip(3-Me)、L-Bip(4-Me)、L-Bip(3-OMe)、L-Bip(4-OMe)、L-Bip(4-Et)、L-Bip(2-正丙基，2′-Me)、L-Bip(2，4-二Me)、L-Bip(2-Me，2′-Me)、L-Bip(2-Me，4-OMe)、L-Bip(2-Et，4-OMe)、D-Bip(2-Et，4-OMe)、L-Bip(2，6-二Me)、L-Bip(2，4，6-三Me)、L-Bip(2，3，4，5，-四Me)、L-Bip(3，4-二OMe)、L-Bip(2，5-二OMe)、L-Bip(3，4-亚甲基-二氧基)、L-Bip(3-NH-Ac)、L-Bip(2-异丙基)、L-Bip(4-异丙基)、L-Bip(2-苯基)、L-Bip(4-苯基)、L-Bip(2-氟)、L-Bip(4-CF3)、L-Bip(4-OCF3)、L-Bip(2-OEt)、L-Bip(4-OEt)、L-Bip(4-SMe)、L-Bip(2-CH2-COOH)、D-Bip(2-CH2-COOH)、L-Bip(2′-CH2-COOH)、L-Bip(3-CH2-COOH)、L-Bip(4-CH2-COOH)、L-Bip(2-CH2-NH2)、L-Bip(3-CH2-NH2)、L-Bip(4-CH2-NH2)、L-Bip(2-CH2-OH)、L-Bip(3-CH2-OH)、L-Bip(4-CH2-OH)、L-Phe(3-苯基)、L-Phe[4-正丁基]、L-Phe[4-环己基]、Phe(4-苯氧基)、L-Phe(五氟)、L-2-(9，10-二氢菲基)-Ala、4-(3-吡啶基)-Phe、4-(2-萘基)-Phe、4-(1-萘基)-Phe、2-萘基-Ala、2-芴基-Ala、L-α-Me-Bip、D-α-Me-Bip、L-Phe(4-NO2)、或L-Phe(4-碘)；A是H、乙酰基、β-Ala、Ahx、Gly、Asp、Glu、Phe、Lys、Nva、Asn、Arg、Ser、Thr、Val、Trp、Tyr、己内酰胺、Bip、Ser(Bzl)、3-吡啶基Ala、Phe(4-Me)、Phe(五氟)、4-甲基苄基、4-氟苄基、正丙基、正己基、环己基甲基、6-羟基戊基、2-噻吩基甲基、3-噻吩基甲基、五氟苄基、2-萘基甲基、4-联苯基甲基、9-蒽基甲基、苄基、(S)-(2-氨基-3-苯基)丙基、甲基、2-氨基乙基、或(S)-2-氨基丙基；以及B是OH、NH2、Trp-NH2、2-萘基Ala-NH2、Phe(五氟)-NH2、Ser(Bzl)-NH2、Phe(4-NO2)-NH2、3-吡啶基Ala-NH2、Nva-NH2、Lys-NH2、Asp-NH2、Ser-NH2、His-NH2、Tyr-NH2、Phe-NH2、L-Bip-NH2、D-Ser-NH2、Gly-OH、β.-Ala-OH、GABA-OH、或APA-OH。
在某些实施方式中，当A不存在时，X1是R基团、R-C(O)(酰胺)基团、氨基甲酸酯基团RO-C(O)、脲R4R5N-C(O)、亚磺酰氨基R-SO2、或R4R5N-SO2；其中R是H、C1-12烷基、C3-10环烷基、环烷基烷基、杂环基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳氧基烷基、杂芳烷基、杂芳氧基烷基、或杂芳基烷氧基烷基；以及R4和R5各自独立地是H、C1-12烷基、C3-10环烷基、环烷基烷基、杂环基、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳氧基烷基、杂芳烷基、或杂芳氧基烷基。
在某些实施方式中，当B不存在时，Z是OR1、NR1R2、或氨基醇；其中R1和R2独立地是H、C1-12烷基、C3-10环烷基、环烷基烷基、杂环、杂环烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、芳氧基烷基、杂芳烷基、或杂芳氧基烷基。在某些实施方式中，X1(在适用的情况下)、X2、和X3是N-H或N-烷基化(例如，N-甲基化)氨基酸残基。多肽可以是十聚体至十五聚体并且能够结合于和激活GLP-1受体。
上文使用了以下缩写词。Nal＝萘基丙胺酸；pGly＝戊基甘氨酸；t-BuG＝叔丁基甘氨酸；TPro＝硫代脯氨酸；HPro＝高脯氨酸(homoproline)；NmA＝N-甲基丙胺酸；Cya＝磺基丙氨酸；Thi＝β2-噻吩基-Ala；hSer＝高丝氨酸；Aib＝α-氨基异丁酸；Bip＝联苯基丙胺酸；Nle＝正亮氨酸；Ahx＝2-氨基己酸；Nva＝正缬氨酸。
瘦素和瘦素衍生物
本发明的化合物可以包括瘦素和瘦素衍生物。瘦素是脂肪素(脂肪因子，adipokine)，因而在本发明中所使用的蛋白质或多肽可以包括脂肪素或其类似物。脂肪素包括脂连素(adiponectin)、瘦素、以及抵抗素。脂连素包括人、小鼠、及大鼠脂连素。瘦素包括瘦素(116-130)、瘦素(22-56)、瘦素(57-92)、瘦素(93-105)、LY396623、美曲普汀、鼠科动物瘦素类似物、聚乙二醇化瘦素、以及甲二磺酰(methionyl)人瘦素。抵抗素包括人、小鼠、及大鼠抵抗素。瘦素可以是切割序列或全长蛋白。在本发明中所使用的多肽可以是任何这些肽或蛋白质或者可以基本上同一于任何这些肽或蛋白质。
神经加压素和神经加压素衍生物
神经加压素(NT)是在中枢神经系统和在胃肠道中发现的13氨基酸肽。在脑中，NT与多巴胺能受体和其它神经介质系统有关。对于消化系统和心血管系统，外周NT作为旁分泌和内分泌肽。为了在脑中施加它的生物效应，必须直接将NT注射或递送到脑，这是因为NT并不穿过BBB并且在系统性(全身性)给予以后被肽酶快速降解。临床前药理研究，其大多数涉及将NT直接注射入脑中，强烈提示，NT受体的激动剂临床上可用于治疗神经精神病症，包括精神病、精神分裂症、帕金森病、疼痛、以及精神兴奋剂的滥用。尤其是，在各种动物研究中，NT的脑室内注射导致在抗痛作用(抗伤害感受，antinociception)实验中的低体温和痛觉缺失。
肽治疗剂可以是神经加压素或其类似物。人神经加压素是具有序列QLYENKPRRPYIL的十三氨基酸肽。典型的神经加压素类似物包括(VIP-神经加压素)杂合拮抗剂、乙酰基神经加压素(8-13)、JMV 1193、KK13肽、神经介素N、神经介素N前体、神经加压素(1-10)、神经加压素(1-11)、神经加压素(1-13)、神经加压素(1-6)、神经加压素(1-8)、神经加压素(8-13)、Asp(12)-神经加压素(8-13)、Asp(13)-神经加压素(8-13)、Lys(8)-神经加压素(8-13)、N-甲基-Arg(8)-Lys(9)-新(neo)-Trp(11)-新(neo)-Leu(12)-神经加压素(8-13)、神经加压素(9-13)(N-methyl-Arg(8)-Lys(9)-neo-Trp(11)-neo-Leu(12)-neurotensin(8-13))、神经加压素69L、Arg(9)-神经加压素、叠氮基苯甲酰基-Lys(6)-Trp(11)-神经加压素、Gln(4)-神经加压素、碘-Tyr(11)-神经加压素、碘-Tyr(3)-神经加压素、N-α-(荧光素基硫代氨基甲酰)谷氨酰基(1)-神经加压素、Phe(11)-神经加压素、Ser(7)-神经加压素、Trp(11)-神经加压素、Tyr(11)-神经加压素、大鼠NT77、PD 149163、原神经加压素(proneurotensin)、硬脂酰基-Nle(17)-神经加压素(6-11)VIP(7-28)、99mTc-NT-XI、TJN 950、以及血管活性肠肽-神经加压素杂合体(vasoactive intestinal peptide-neurotensinhybrid)。
其它神经加压素类似物包括NT64L[L-新-Trp11]NT(8-13)、NT72D[D-Lys9，D-新(neo)-Trp11，2]NT(9-13)、NT64D[D-新(neo)-Trp11]NT(8-13)、NT73L[D-Lys9，L-新(neo)-Trp11]NT(9-13)、NT65L[L-新Trp11，叔(neo)-Leu12]NT(8-13)、NT73D[D-Lys9，D-新(neo)-Trp11]NT(9-13)、NT65D[D-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT74L[DAB9，L-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(9-13)、NT66L[D-Lys8，L-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT74D[DAB9，Pro，D-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(9-13)、NT66D[D-Lys8，D-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT75L[DAB8L-新(neo)-Trp11]NT(8-13)、NT67L[D-Lys8，L-新(neo)-Trp11]NT(8-13)、NT75D[DAB8，D-新(neo)-Trp11]NT(8-13)、NT67D[D-Lys8，D-新(neo)-Trp11]NT(8-13)、NT76L[D-Orn9，L-新(neo)-Trp11]NT(8-13)、NT69L[N-甲基-Arg8，L-Lys9 L-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT76D[D-Orn9，D-新(neo)-Trp11]NT(8-13)、NT69D[N-甲基-Arg8 L-Lys9，D-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT77L[D-Orn9，L-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT71L[N-甲基-Arg8，DAB9 L-新(neo)-Trp11，叔-leu12]NT(8-13)、NT77D[D-Orn9，D-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT71D[N-甲基-Arg8，DAB9，D-新(neo)-Trp11，叔-leu12]NT(8-13)、NT78L[N-甲基-Arg8，D-Orn9 L-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(8-13)、NT72L[D-Lys9，L-新(neo)-Trp11，叔-Leu12]NT(9-13)、以及NT78D[N-甲基-Arg8，D-Orn9、D-新(neo)-Trp11、叔-Leu12]NT(8-13)，其中新(neo)-Trp是(2-氨基-3-[1H-吲哚基]丙酸)。其它神经加压素类似物包括β-乳张力蛋白(乳紧张素多肽，lactotensin)(NTR2选择性的)、JMV-449、和PD-149或PD-163(NTR1选择性的；神经加压素的减小的酰胺键8-13片段)。
其它神经加压素类似物包括那些具有修饰氨基酸的类似物(例如，任何本文描述的那些类似物)。和其它NTR受体的至少一种或两种相比，神经加压素类似物对于NTR1、NTR2、或NTR3可以是选择性的(例如，可以结合于或活化NTR1、NTR2、或NTR3的一种，至少大2、5、10、50、100、500、1000、5000、10,000、50,000、或100,000倍)。
GDNF和GDNF衍生物
在某些实施方式中，将肽载体连接于GDNF、GDNF类似物、GDNF片段、或其修饰形式。在某些实施方式中，GDNF类似物是一种序列，其基本上同一(例如，至少60％、70％、80％、85％、90％、95％、98％、99％同一)于GDNF、GDNF类似物、或其片段。
GDNF分泌为二硫键连接的同源二聚体，并且能够支持多巴胺能神经元、浦肯野细胞、运动神经元、以及交感神经元的生存。具有这些活性的一种或多种的GDNF类似物或片段可以用于本发明，并且可以利用本领域已知的任何方式来测试上述类似物和片段的活性。
人GDNF表达为211个氨基酸蛋白(同种型1)、185个氨基酸蛋白(同种型2)、以及133个氨基酸蛋白。成熟GDNF是134个氨基酸序列，其包括同种型1的氨基酸118-211、同种型2的氨基酸92-185。同种型3包括来自氨基酸40-133的转化生长因子样结构域。
在某些实施方式中，GDNF类似物是GDNF的剪接变体。上述蛋白描述在PCT公开号WO 2009/053536中，并且包括前(α)原GDNF(pre-(α)pro-GDNF)、前(β)原GDNF(pre-(β)pro-GDNF)、和前(γ)原GDNF(pre-(γ)pro-GDNF)剪接变体，以及缺乏前原区(pre-pro region)的变体：(α)原GDNF((α)pro-GDNF)、(β)原GDNF((β)pro-GDNF)、以及前(γ)原GDNF(pre-(γ)pro-GDNF)。
GDNF类似物还描述在美国专利申请公布号2009/0069230中，其包括具有以下序列的GDNF类似物：
Xaa1-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Xaa8。
其中，Xaa1是Phe、Trp、或Tyr；Xaa3是Leu、Ala、Ile、或Val；Xaa5是Ala、Leu、Ile、或Val；Xaa6是Gly、是具有D构型的任何氨基酸残基或不存在；Xaa7是Lys、Arg、或His或不存在；以及Xaa8是Arg、Lys、或His或不存在。Xaa表示一种氨基酸，其还可以称作氨基酸残基。下标(在这里，下标1-8)表示每个氨基酸在肽序列中的位置。因此，Xaa1表示在GDNF前体蛋白的片段中的第一氨基酸残基。
在具体实施方式中，GDNF前体蛋白的片段可以具有由下述表示的序列：(1)Phe-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Xaa8
(例如，Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Gly-Lys-Arg)；
(2)Xaa1-Pro-Leu-Pro-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Xaa8；
(3)Phe-Pro-Leu-Pro-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Xaa8；
(4)Xaa1-Pro-Xaa3-Pro-Ala-Xaa6-Xaa7-Xaa8；
(5)Phe-Pro-Xaa3-Pro-Ala-Xaa6-Xaa7-Xaa8；
(6)Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Xaa6-Xaa7-Xaa8；
(7)Xaa1-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Gly-Xaa7-Xaa8；
(8)Phe-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Gly-Xaa7-Xaa8；
(9)Phe-Pro-Leu-Pro-Xaa5-Gly-Xaa7-Xaa8；
(10)Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Gly-Xaa7-Xaa8；
(11)Xaa1-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Xaa6-Lys-Xaa8；
(12)Phe-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Xaa6-Lys-Xaa8；
(13)Phe-Pro-Leu-Pro-Xaa5-Xaa6-Lys-Xaa8；
(14)Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Xaa6-Lys-Xaa8；
(15)Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Gly-Lys-Xaa8；
(16)Xaa1-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Arg；
(17)Phe-Pro-Xaa3-Pro-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Arg；
(18)Phe-Pro-Leu-Pro-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Arg；
(19)Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Xaa6-Xaa7-Arg；以及
(20)Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Gly-Xaa7-Arg。
在另一种实施方式中，GDNF前体蛋白的片段可以是符合式I的GDNF前体蛋白的片段或部分，其中Xaa1是Phe，Xaa3是Leu，Xaa5是Ala，Xaa6是Gly，Xaa7是Lys以及Xaa8是Arg(即，Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Gly-Lys-Arg)。由式I表示的氨基酸残基的至少一种(例如，一种、两种、或三种)可以不存在。例如，Xaa6、Xaa7、和/或Xaa8可以不存在。
在另一种实施方式中，GDNF前体蛋白的片段或生物活性变体可以具有、或可以包括符合以下氨基酸序列的氨基酸残基的序列：
Pro-Pro-Xaa3-Xaa4-Pro-Xaa6-Xaa7-Xaa8-Xaa9-Xa-a10-Xaa11-Xaa12-Xaa13-Xaa14
其中Xaa3是Glu或Asp；Xaa4是Ala、Gly、Ile、Leu、Met、或Val；Xaa6是Ala、Gly、Ile、Leu、Met、或Val；Xaa7是Glu或Asp；Xaa8是Asp或Glu；Xaa9是Arg、His、或Lys；Xaa10是Ser、Asn、Gln、或Thr；Xaa11是Leu、Ala、Gly、Ile、Leu、Met或Val；Xaa12是Gly，是具有D构型的任何氨基酸残基，或不存在；Xaa13是Arg、His、或Lys或不存在；Xaa14是Arg、His、或Lys或不存在。符合式II的一种典型的肽可以具有序列Pro-Pro-Glu-Ala-Pro-Ala-Glu-Asp-Arg-Ser-Leu-Gly-Arg-Arg。
在另一种实施方式中，GDNF前体蛋白的片段或生物活性变体可以具有、或可以包括符合式III的氨基酸序列的氨基酸残基的序列：
Xaa1-Xaa2-Xaa3-Xaa4-Xaa5-Xaa6-Xaa7-Xaa8-Xaa9-Xaa10-Xaa11-Xaa12-Xaa13-Xaa14-Xaa15-Xaa16-Xaa17-Xaa18-Xaa19-Xaa20-Xaa21-Xaa22(III)。
其中Xaa1和Xaa2独立地是Arg、Lys、或H或不存在；Xaa3是Glu或Asp；Xaa4是Arg、Lys、或His；Xaa5是Asn、Gln、Ser、或Thr；Xaa6是Arg、Lys、或His；Xaa7是Gln、Asn、Ser、或Thr；Xaa8、Xaa9、Xaa10、和Xaa11独立地是Ala、Gly、Ile、Leu、Met、或Val；Xaa12是Asn、Gln、Ser、或Thr；Xaa13是Pro或Ser；Xaa14是Glu或Asp；Xaa15是Asn、Gln、Ser、或Thr；Xaa16是Ser、Asn、Gln、或Thr；Xaa17是Lys、Arg、或His；Xaa18是Gly、Ala、Ile、Leu、Met、或Val；Xaa19是Lys、Arg、或His；Xaa20是Gly、是具有D-构型的任何氨基酸残基，或不存在；以及Xaa21和Xaa22独立地是Arg、Lys、His，或不存在。符合式III的一种典型的肽可以具有序列Arg-Arg-Glu-Arg-Asn-Arg-Gln-Ala-Ala-Ala-Ala-Asn-Pro-Glu-Asn-Ser-Arg-Gly-Lys-Gly-Arg-Arg。
其它GDNF类似物描述在PCT公开号WO 2008/069876中。这些类似物包括ERNRQAAAANPENSRGK-酰胺、FPLPA-酰胺、以及PPEAPAEDRSL-酰胺。
还有其它GDNF类似物描述在PCT公开号WO 2007/019860中。类似物包括那些具有下式的类似物：
Xa-(x)-Xb-Xc-Xd-Xf
其中Xa是D、E、A或G，(x)是2-3个氨基酸残基或单氨基酸残基的序列，上述残基选自由氨基酸残基A、D、E、G、I、K、L、P、Q、S、T和V组成的组，Xb是氨基酸残基Y或H、或疏水性氨基酸残基，以及Xc、Xd、或Xf的至少一种是带电的或疏水性氨基酸残基。该类似物的长度可以为6-22个氨基酸。
另外的GDNF类似物描述在美国专利申请公布号2006/0258576中。这些类似物包括FPLPA-酰胺、PPEAPAEDRSL-酰胺、LLEAPAEDHSL-酰胺、SPDKQMAVLP、SPDKQAAALP、SPDKQTPIFS  、ERNRQAAAANPENSRGK-酰胺、ERNRQAAAASPENSRGK-酰胺、以及ERNRQSAATNVENSSKK-酰胺。
另外的GDNF类似物可以包括功能片段(例如，本文描述的任何片段)、具有本文描述的任何修饰的肽、或其拟肽。可以利用本领域已知的任何方式来测试上述类似物和片段的活性。
脑源神经营养因子(BDNF)和BDNF衍生物
本发明的化合物可以是或可以包括BDNF、BNDF类似物、或BNDF片段。BDNF是蛋白的神经生长因子家族的糖蛋白。该蛋白被编码为247个氨基酸多肽(同种型A)、255个氨基酸多肽(同种型B)、262个氨基酸多肽(同种型C)、276个氨基酸多肽(同种型D)、329个氨基酸多肽(同种型E)。成熟119个氨基酸糖蛋白处理自较大前体以产生促进神经元细胞群存活的神经营养因子。成熟蛋白包括同种型A前蛋白的氨基酸129-247、同种型B前蛋白的氨基酸137-255、同种型C前蛋白的氨基酸144-162、同种型D前蛋白的氨基酸158-276、或同种型E前蛋白的氨基酸211(或212)-329。BDNF作用于TrkB受体和低亲和力神经生长因子受体(LNGFR或p75)。BDNF能够支持现有神经元的神经元存活并且还可以促进新神经元的生长和分化。本发明的BDNF片段或类似物可以具有任何上述活性。可以利用本领域已知的任何方式来测试上述类似物和片段的活性。
BDNF类似物描述在美国专利申请公布号2004/0072291中，其包括那些类似物，其在一个以上的位置(选自由10、16、20、29、31、36、38、39、42、44、49、52、53、54、61、63、71、76、86、87、90、92、98、100、102、103、以及105组成的组)具有A、C、D、E、G、H、K、N、P、Q、R、S、或T的取代。另外的取代描述在以下表3中。
表3
Figure BDA0000139615920000651
Figure BDA0000139615920000661
BDNF类似物还描述在美国专利号6,800,607中，其描述了用1-酰基-丙三醇修饰的BDNF。这些类似物包括修饰BDNF，其是具有下式的化合物：
A(X-B)n
其中A是脑源神经营养因子的残基，B是1-酰基-丙三醇衍生物的残基(在丙三醇部分的2位具有羟基)，其是通过从羟基除去氢原子所制备，X是化学交联键，以及m是引入的平均数并且不小于约0.5；(3)按照上述(2)的修饰BDNF，其中X是式(2)的基团：
Figure BDA0000139615920000671
其中R1是亚烷基，或具有式(3)的基团：
Figure BDA0000139615920000672
其中R2和R3独立地是亚烷基；(4)按照上述(2)的修饰BDNF，其中1-酰基-丙三醇衍生物是1-酰基-甘油-3-磷酰胆碱、1-酰基-甘油-3-磷酰丝氨酸、或1-酰基-甘油-3-磷酰乙基胺；(5)按照上述(2)的修饰BDNF，
其中B是式(4)的1-酰基-甘油-3-磷酰胆碱残基：
Figure BDA0000139615920000673
其中R4是酰基基团、式(5)的1-酰基-甘油-3-磷酰丝氨酸残基：
Figure BDA0000139615920000674
其中，R4是酰基、或式(6)的1-酰基-甘油-磷酰乙基胺残基：
Figure BDA0000139615920000675
其中R4是酰基；(6)按照上述(2)或(3)的修饰BDNF，其中B是式(4)的基团：
其中R4是酰基；(7)按照上述(2)、(3)、(4)、(5)和(6)中的任何一种的修饰BDNF，其中酰基是具有8至30个碳原子的烷酰基；(8)按照上述(2)、(3)、(4)、(5)、(6)和(7)中的任何一种的修饰BDNF，其中酰基是棕榈酰；(9)按照上述(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)和(8)中的任何一种的修饰BDNF，其中m是在约1至约6的范围内；(11)按照上述(10)的修饰BDNF，其中R1是具有2至10个碳原子的直链亚烷基；(12)按照上述(10)的修饰BDNF，其中R1是三亚甲基。
其它BDNF类似物包括那些在PCT公开号WO 96/15146中描述的类似物，其描述了BDNF与水溶性聚合物如聚乙二醇的结合物。另外的BDNF类似物可以包括功能片段(例如，本文描述的任何片段)、具有本文描述的任何修饰的肽、或其拟肽。可以利用本领域已知的任何方法来测试上述类似物的活性。
修饰多肽
在本发明中使用的肽载体和肽/多肽剂可以具有修饰氨基酸序列。在某些实施方式中，修饰并不显著破坏所期望的生物活性(例如，穿过BBB的能力或激动剂活性)。修饰可以降低(例如，至少5％、10％、20％、25％、35％、50％、60％、70％、75％、80％、90％、或95％)，可以没有影响，或可以增加(例如，至少5％、10％、25％、50％、100％、200％、500％、或1000％)原始多肽的生物活性。修饰肽或多肽可以具有或可以优化多肽的特性，如体内稳定性、生物有效性、毒性、免疫活性、免疫同一性、以及结合性能。
修饰包括那些通过自然过程，如翻译后加工，或通过本领域已知的化学修饰技术的修饰。修饰可以发生在多肽中的任何地方，包括多肽主链、氨基酸侧链和氨基末端或羧基末端。相同类型的修饰可以以相同或不同程度存在于给定多肽中的若干部位，并且多肽可以包含一种以上类型的修饰。多肽可以被分支(由于遍在蛋白化)，并且它们可以是环状(有或没有分支)。环状、分支、和分支环状多肽可以获自翻译后自然过程或可以合成制得。其它修饰包括聚乙二醇化、乙酰化作用、酰化作用、乙酰氨基甲基(Acm)的插入(添加)、ADP-核糖基化、烷基化、酰胺化、生物素化、甲氨酰化、羧乙基化、酯化、共价结合于黄素、共价结合于血红素部分、核苷酸或核苷酸衍生物的共价结合、药物的共价结合、标记(例如，荧光或放射性标记)的共价结合、脂质或脂质衍生物的共价结合、磷脂酰肌醇的共价结合、交联、环化、二硫键形成、脱甲基化、共价交联的形成、胱氨酸的形成、焦谷氨酸酯/盐的形成、甲酰化、γ-羧基化、糖基化、GPI锚形体形成、羟基化、碘化、甲基化、豆蔻酰化、氧化、蛋白酶解加工、磷酸化、异戊烯化、外消旋化、硒化、硫酸化、将氨基酸经转移RNA介导插入蛋白如精氨酰化(arginylation)和遍在蛋白化。
修饰多肽还可以包括在多肽序列中的氨基酸插入、缺失、或取代，保守或非保守的(例如，D-氨基酸、去氨基酸)(例如，其中这样的变化并不实质性改变多肽的生物活性)。尤其是，将一个或多个半胱氨酸残基添加(插入)本发明的任何多肽的氨基或羧基末端可以便于这些多肽的结合(例如通过二硫键合)。例如，可以修饰Angiopep-1(SEQ ID NO：67)、Angiopep-2(SEQ ID NO：97)、或Angiopep-7(SEQ ID NO：112)以在氨基末端包括单半胱氨酸残基(分别为SEQ ID NO：71、113、和115)或在羧基末端包括单半胱氨酸残基(分别为SEQ ID NO：72、114、和116)。氨基酸取代可以是保守的(即，其中残基由相同的一般类型或基团的另一种取代)或非保守的(即，其中残基由另一类型的氨基酸取代)。另外，非天然存在的氨基酸可以取代天然存在的氨基酸(即，非天然存在的保守氨基酸取代或非天然存在的非保守氨基酸取代)。
合成制得的多肽可以包括并不是由DNA自然编码的氨基酸的取代(例如，非天然存在的或非天然氨基酸)。非天然存在的氨基酸的实例包括D-氨基酸、具有连接于半胱氨酸的硫原子的乙酰基氨甲基的氨基酸、聚乙二醇化氨基酸、具有式NH2(CH2)nCOOH的ω氨基酸，其中n是2-6，中性非极性氨基酸，如肌氨酸、叔丁基丙氨酸、叔丁基甘氨酸、N-甲基异亮氨酸、以及正亮氨酸。苯基甘氨酸可以取代Trp、Tyr、或Phe；瓜氨酸和蛋氨酸亚砜是中性非极性的，磺基丙氨酸(cysteic acid)是酸性的，以及鸟氨酸是碱性的。脯氨酸可以用羟脯氨酸取代并保留赋予性能的构象。
类似物可以通过取代诱变来产生并保留原始多肽的生物活性。确定为“保守取代”的取代的实例列在表4中。如果这样的取代导致不希望的变化，那么其它类型的取代，在表4中定名为“典型的取代”，或如在本文中参照氨基酸类进一步描述的，被引入并筛选产物。
通过选择在它们对保持下述的影响方面显著不同的取代来完成在功能或免疫同一性上的重大修饰：(a)在取代区域中多肽主链的结构，例如，作为片层或螺旋构象；(b)在靶位点处分子的电荷或疏水性；或(c)侧链的体积。基于常见的侧链性能，将天然存在的残基分成若干组。
(1)疏水的：正亮氨酸、蛋氨酸(Met)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、异亮氨酸(Ile)、组氨酸(His)、色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)，
(2)中性亲水的：半胱氨酸(Cys)、丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)，
(3)酸性/带负电荷的：天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)，
(4)碱性的：天冬酰胺(Asn)、谷氨酰胺(Gln)、组氨酸(His)、赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)，
(5)影响链取向的残基：甘氨酸(Gly)、脯氨酸(Pro)，
(6)芳族的：色氨酸(Trp)、酪氨酸(Tyr)、苯丙氨酸(Phe)、组氨酸(His)，
(7)极性的：Ser、Thr、Asn、Gln，
(8)碱性带正电荷的：Arg、Lys、His；以及
(9)带电荷的：Asp、Glu、Arg、Lys、His。
其它氨基酸取代列在表4中。
表4：氨基酸取代
  原始残基   典型取代   保守取代
  Ala(A)   Val、Leu、Ile   Val
  Arg(R)   Lys、Gln、Asn   Lys
  Asn(N)   Gln、His、Lys、Arg   Gln
  Asp(D)   Glu   Glu
  Cys(C)   Ser   Ser
  Gln(Q)   Asn   Asn
  Glu(E)   Asp   Asp
  原始残基  典型取代   保守取代
  Gly(G)  Pro   Pro
  His(H)  Asn、Gln、Lys、Arg   Arg
  Ile(I)  Leu、Val、Met、Ala、Phe、正亮氨酸   Leu
  Leu(L)  正亮氨酸、Ile、Val、Met、Ala、Phe   Ile
  Lys(K)  Arg、Gln、Asn   Arg
  Met(M)  Leu、Phe、Ile   Leu
  Phe(F)  Leu、Val、Ile、Ala   Leu
  Pro(P)  Gly   Gly
  Ser(S)  Thr   Thr
  Thr(T)  Ser   Ser
  Trp(W)  Tyr   Tyr
  Tyr(Y)  Trp、Phe、Thr、Ser   Phe
  Val(V)  Ile、Leu、Met、Phe、Ala、正亮氨酸   Leu
多肽衍生物和拟肽(假肽，peptidomimetics)
除由天然存在的氨基酸构成的多肽以外，拟肽(假肽)或多肽类似物也包括在本发明中并且可以形成用于本发明的化合物的肽载体或肽/多肽剂。多肽类似物通常用于制药业作为非肽类药物，其性能类似于模板多肽的性能。非肽化合物称作“肽类似物(peptide mimetics)”或拟肽(Fauchere et al.，Infect.Immun.54：283-287，1986 and Evans et al.，J.Med.Chem.30：1229-1239，1987)。结构上相关于治疗有用的肽或多肽的肽类似物可以用来产生等效或增强的治疗或预防效应。通常，拟肽结构上类似于范例多肽(即，具有生物或药理活性的多肽)如天然存在的受体结合多肽，但具有一个或多个肽键，借助于本领域已知的方法(Spatola，PeptideBackbone Modifications，Vega Data，1：267，1983；Spatola et al.，Life Sci.38：1243-1249，1986；Hudson et al.，Int.J.Pept.Res.14：177-185，1979；andWeinstein，1983，Chemistry and Biochemistry，of Amino Acids，Peptides andProteins，Weinstein eds.，Marcel Dekker，New York)，其可选地被键如-CH2NH-、-CH2S-、-CH2-CH2-、-CH＝CH-(顺式和反式)、-CH2SO-、-CH(OH)CH2-、-COCH2-等取代。相对于天然存在的多肽，这样的多肽类似物可以具有显著的优点，其包括更经济的生产、更高的化学稳定性、增强的药理特性(例如，半衰期、吸收、效能、效率)、降低的抗原性等。
虽然本文描述的肽载体可以有效地穿过BBB或靶向特定的细胞类型(例如，本文描述的那些类型)，但是蛋白酶的存在可以降低它们的有效性。同样地，可以类似地降低在本发明中使用的肽/多肽剂的有效性。血清蛋白酶具有特异性底物的要求，包括用于切割的L-氨基酸和肽键。另外，外肽酶，其代表在血清中蛋白酶活性的最突出的组分，通常作用于多肽的第一肽键并且需要自由N-端(Powell et al.，Pharm.Res.10：1268-1273，1993)。鉴于这种情况，往往有利的是，使用多肽的修饰变体。修饰多肽会保留最初L-氨基酸多肽的结构特性，但有利地是不容易受到蛋白酶和/或外肽酶的切割。
用相同类型的D-氨基酸(例如，对映体；代替L-赖氨酸的D-赖氨酸)系统取代共有序列的一个或多个氨基酸可以用来产生更加稳定的多肽。因此，如本文描述的多肽衍生物或拟肽可以都是L-、都是D-、或混合D，L多肽。N-端或C-端D-氨基酸的存在会提高多肽的体内稳定性，因为肽酶不能利用D-氨基酸作为底物(Powell et al.，Pharm.Res.10：1268-1273，1993)。反向D-多肽是这样的多肽，其包含D-氨基酸，并相对于包含L-氨基酸的多肽以反向序列加以排列。因此，L-氨基酸多肽的C-端残基变成D-氨基酸多肽的N-端，等等。反向D-多肽保留和L-氨基酸多肽相同的三级构象(tertiary conformation)，因而保留相同的活性，但在体外和体内中相对于酶促降解更加稳定，因此比原始多肽具有更大的疗效(Brady and Dodson，Nature 368：692-693，1994 and Jameson et al.，Nature368：744-746，1994)。除反向D-多肽以外，通过本领域众所周知的方法(Rizo et al.，Ann.Rev.Biochem.61：387-418，1992)可以产生受限多肽，其包括共有序列或基本上相同的共有序列变异。例如，可以通过添加能够形成二硫桥的半胱氨酸残基，从而导致环状多肽，来产生受限多肽。环状多肽没有自由N-端或C-端。因此，它们不容易经受外肽酶的蛋白水解，虽然它们当然容易受到内肽酶的作用，其并不在多肽末端处进行切割。具有N-端或C-端D-氨基酸的多肽的氨基酸序列和环状多肽的氨基酸序列通常同一于它们对应的多肽的序列，不同之处分别在于N-端或C-端D-氨基酸残基的存在、或它们的圆形结构。
包含分子内二硫键的环状衍生物的制备可以通过常规的固相合成，同时在选择用于环化的位置如氨基和羧基末端添加适宜的S-受保护的半胱氨酸或高半胱氨酸残基(Sah et al.，J.Pharm.Pharmacol.48：197，1996)。在完成链装配以后，可以进行环化：(1)通过借助于相应两种自由SH官能团的连续的载体上氧化来选择性去除S-保护基，以形成S-S键，接着从载体中常规去除产物，然后是适当的纯化过程；或(2)通过从载体中除去多肽并连同完全侧链脱保护，接着在高度稀释的水溶液中氧化自由的SH官能团。
包含分子内酰胺键的环状衍生物的制备可以通过常规的固相合成，同时在选择用于环化的位置并入适宜的氨基和羧基侧链受保护的氨基酸衍生物。包含分子内-S-烷基键的环状衍生物的制备可以通过常规的固相化学方法，同时在选择用于环化的位置并入具有适宜的氨基受保护的侧链的氨基酸残基、以及适宜的S-受保护的半胱氨酸或高半胱氨酸残基。
对作用于多肽的N-端或C-端残基的肽酶赋予抗性的另一种有效的方式是在多肽末端添加化学基团，以使修饰多肽不再是肽酶的底物。一种这样的化学修饰是多肽在任何一端或两端的糖基化。某些化学修饰，尤其是N-端糖基化，已表明可以提高多肽在人血清中的稳定性(Powell et al.，Pharm.Res.10：1268-1273，1993)。增强血清稳定性的其它化学修饰包括但不限于添加N-端烷基，其包括1至20个碳原子的低级烷基，如乙酰基，和/或添加C-端酰胺或取代的酰胺基团。尤其是，本发明包括这样的修饰多肽，其由带有N-端乙酰基和/或C-端酰胺基团的多肽构成。
本发明还包括其它类型的多肽衍生物，其包含通常并不是多肽的一部分的另外的化学部分(基团)，条件是，衍生物保留多肽的所期望的功能活性。上述衍生物的实例包括(1)具有氨基末端或另一种自由氨基的N-酰基衍生物，其中酰基可以是烷酰基(alkanoyl)(例如，乙酰基、己酰基、辛酰基)、芳酰基(aroyl)(例如，苯甲酰基)、或阻断基(或保护基(blocking group)如F-moc(芴基甲基-O-CO-)；(2)羧基末端或另一种自由羧基或羟基的酯；(3)通过和氨或和适宜胺反应所产生的羧基末端或另一种自由羧基的酰胺；(4)磷酸化衍生物；(5)结合于抗体或其它生物配体的衍生物和其它类型的衍生物。
通过将另外的氨基酸残基添加入本文描述的多肽所产生的更长的多肽序列也包括在本发明中。可以预期上述更长的多肽序列具有和上述多肽相同的生物活性和特异性(例如，细胞嗜性)。虽然并不排除具有相当数量的另外氨基酸的多肽，但人们认识到，一些较大多肽可以呈现掩蔽有效序列的构型，从而防止结合于靶(例如，LRP受体家族的成员如LRP或LRP2)。这些衍生物可以作为竞争性拮抗剂。因此，虽然本发明包含本文描述的具有突出端(伸长部分，extension)的多肽或多肽的衍生物，但理想地突出端并不破坏多肽或它的衍生物的细胞靶向活性。
本发明包括的其它衍生物是双重多肽，该双重多肽由两种相同的、或两种不同的多肽构成(如本文所描述的)，其直接或通过隔离物(间隔区，spacer)，如通过一小段的丙胺酸残基或通过用于蛋白水解的假定位点(putative site)(例如，通过组织蛋白酶，参见例如，美国专利号5,126,249和欧洲专利号495049)，彼此共价连接。本文描述的多肽的多聚体由形成自相同或不同多肽或其衍生物的分子的聚合物构成。
本发明还包含多肽衍生物，这些多肽衍生物是嵌合或融合蛋白，其包含本文描述的多肽、或其片段，并在它的氨基末端或羧基末端、或两者处连接于不同蛋白的氨基酸序列。可以通过编码蛋白的核酸的重组表达来产生上述嵌合或融合蛋白。例如，嵌合或融合蛋白可以包含和所描述的多肽的一种共有的至少6个氨基酸，其理想地导致具有等效或更大功能活性的嵌合或融合蛋白。
用来确定拟肽(假肽)的测定
如上所述，为复制本文描述的多肽的主链几何形状和药效团展示(pharmacophore display)(拟肽)所产生的非肽基化合物经常具有以下特性：更大的代谢稳定性、更高效能、更长的持续作用时间、以及更好的生物利用度(生物有效性)。
可以利用在本领域已知的组合文库方法(组合库法)中的许多方式的任何一种来获得拟肽化合物，包括生物文库、空间可寻址的平行固相或溶液相库、需要去卷积(重叠合法)的合成文库方法、‘一珠一化合物(one-bead one-compound)’库方法、以及利用亲和层析选择的合成文库方法。生物文库方式限于肽库，而其它四种方式则适用于肽、非肽低聚体、或化合物的小分子库(Lam，Anticancer Drug Des.12：145，1997)。用于分子库的合成的方法的实例可以参见本领域中的，例如，DeWitt et al.(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90：6909，1993)；Erb et al.(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91：11422，1994)；Zuckermann et al.(J.Med.Chem.37：2678，1994)；Cho et al.(Science 261：1303，1993)；Carell et al.(Angew.Chem，Int.Ed.Engl.33：2059，1994以及同前2061)；以及Gallop et al.(Med.Chem.37：1233，1994)。可以将化合物库提供在溶液中(例如，Houghten，Biotechniques 13：412-421，1992)或珠上(Lam，Nature 354：82-84，1991)、芯片上(Fodor，Nature 364：555-556，1993)、细菌或孢子上(美国专利号5,223,409)、质粒上(Cull et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89：1865-1869，1992)或噬菌体上(Scott and Smith，Science 249：386-390，1990)，或荧光素酶上，以及通过确定适当底物到产物的转化加以检测的酶标记上。
在确定了如本文描述的多肽以后，可以通过任何数目的标准方法来分离和纯化，上述方法包括但不限于差别溶解度(differential solubility)(例如，沉淀)、离心、层析(例如，亲和、离子交换、和尺寸排阻)，或通过用于纯化肽、拟肽、或蛋白质的任何其它标准技术。可以利用本领域已知的任何功能测定来评价确定的感兴趣的多肽的功能特性。理想地，使用用于评价在信令(细胞内信号肽，intracellular signaling)中下游受体功能的测定(例如，细胞增殖)。
例如，可以利用以下三步骤过程来获得本发明的拟肽化合物：(1)扫描本文描述的多肽以确定为靶向本文描述的特定的细胞类型所必要的二级结构的区域；(2)利用构象受限的二肽替代物来精化(refine)主链几何形状和提供对应于这些替代物的有机平台；以及(3)利用最好的有机平台来展示在用来模拟天然多肽的所期望的活性的候选物库中的有机药效团。更详细地，三步骤如下。在步骤1中，扫描前导(lead)候选多肽并节略它们的结构以确定它们的活性的必要条件。合成一系列最初的多肽类似物。在步骤2中，利用构象受限的二肽替代物来研究最好的多肽类似物。吲哚里西啶-2-酮(吲哚嗪啶-2-酮Indolizidin-2-one)、吲哚里西啶-9-酮(吲哚嗪啶-9-酮，Indolizidin-9-one)和喹诺里西啶酮(quinolizidinone)氨基酸(分别为I2aa、I9aa和Qaa)用作研究最好肽候选物的主链几何形状的平台。可以在多肽的特定区域处引入这些和相关平台(综述于Halab et al.，Biopolymers 55：101-122，2000以及Hanessian etal.，Tetrahedron 53：12789-12854，1997)，以将药效团定向在不同方向。这些类似物的生物评估可以确定改善的前导多肽，其模拟活性的几何要求。在步骤3中，来自最具活性的前导多肽的平台用来展示负责天然肽的活性的药效团的有机替代物。以平行合成形式(格式，format)来结合药效团和骨架(scaffold)。可以借助于其它方式并利用本领域已知的方法来完成多肽的衍生和上述步骤。
确定自本文描述的多肽、多肽衍生物、拟肽或其它小分子的结构功能关系可以用来精化并制备具有类似或更好性能的类似分子结构。因此。本发明的化合物还包括这样的分子，其共有本文描述的多肽的结构、极性、电荷特性和侧链性能。
总的来说，基于本文披露的内容，本领域技术人员可以开发肽和拟肽筛选测定，其可用来确定用于将药剂靶向特定的细胞类型(例如，本文描述的那些类型)的化合物。本发明的测定可以开发用于低通量、高通量、或超高通量筛选形式(格式)。本发明的测定包括适合于(amenable)自动化的测定。
疾病和病症
本发明的化合物可以用来治疗各种各样的疾病和病症。由于本发明的化合物能够穿过BBB或进入特定的细胞类型，所以利用本发明的多聚体可以强化神经障碍(包括神经变性疾病和癌症)的治疗。
癌症疗法
本发明的化合物(包括抗癌剂)可以用来治疗任何脑或中枢神经系统疾病(例如，脑癌如成胶质细胞瘤，星形细胞瘤，胶质瘤，髓母细胞瘤，和少突神经胶质瘤，神经胶质瘤，室管膜瘤，以及脑膜瘤)。因此，被有效转运到肝脏、肺、肾脏、脾脏或肌肉的化合物(例如，AngioPep-1至AngioPep-7)还可以连同适当的治疗剂一起用来治疗与这些组织有关的疾病(例如，癌症如肝细胞癌、肝癌、小细胞癌(例如，燕麦细胞癌)、混合性小细胞/大细胞癌、合并性小细胞癌、以及转移瘤。转移瘤可以源自任何组织的癌症，包括乳癌、结肠癌、前列腺癌、肉瘤、膀胱癌、成神经细胞瘤、维尔姆斯瘤(威尔曼瘤，Wilm’s tumor)、淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、以及某些T细胞淋巴瘤)。可以利用本发明的组合物来治疗的另外的典型的癌症包括肝细胞癌，乳癌，头部和颈部的癌症，其包括各种淋巴瘤如套细胞淋巴瘤，非霍奇金淋巴瘤，腺瘤，鳞状细胞癌，喉癌，视网膜癌症，食道癌症，多发性骨髓瘤，卵巢癌，子宫癌，黑素瘤，结肠直肠癌，膀胱癌，前列腺癌，肺癌(包括非小细胞肺癌)，胰腺癌，子宫颈癌，头颈癌症，皮肤癌，鼻咽癌，脂肪肉瘤，上皮癌，肾细胞癌，胆囊腺癌，腮腺腺癌，子宫内膜肉瘤，多药耐药癌；以及增生性疾病和病症，如与肿瘤血管发生有关的新血管形成，黄斑变性(例如，湿/干性AMD)，角膜新血管形成(角膜新生血管化)，糖尿病性视网膜病，新生血管性青光眼，近视性变性和其它增生性疾病和病症如再狭窄和多囊肾病。可以用被有效转运穿过BBB的载体来治疗的脑癌包括星形细胞瘤、纤维状细胞性星形细胞瘤、胚胎发育不良性神经上皮瘤、少突神经胶质瘤、室管膜瘤、多形性成胶质细胞瘤、混合性胶质瘤、寡星状细胞瘤(少星形细胞瘤)、成神经管细胞瘤、视网膜母细胞瘤、成神经细胞瘤、生殖细胞瘤、以及畸胎瘤。
基于GLP-1的治疗
包括GLP-1激动剂的本发明的化合物可以用于任何治疗应用，其中在脑、或在特定组织中的GLP-1激动剂活性是所期望的。GLP-1激动剂活性与胰岛素分泌(即，作为肠促胰岛素激素)的刺激和胰高血糖素分泌的抑制有关，从而有助于限制餐后葡萄糖波动。GLP-1激动剂还可以抑制胃肠蠕动和分泌，因而作为肠抑胃素和“回肠制动(ileal brake)”机制的一部分。GLP-1还似乎是食欲和食物摄取的生理调节剂。由于这些作用，GLP-1和GLP-1受体激动剂可以用于代谢病的治疗，如综述在，例如，Kinzig et al.，J Neurosci 23：6163-6170，2003中。上述疾病包括肥胖症、高血糖症、血脂异常、高甘油三酯血症、X综合征、胰岛素抗性、IGT、糖尿病性血脂异常、高脂血症、心血管病、以及高血压。
如在美国专利号5,846,937中所描述的，GLP-1还具有神经效应，其包括镇静或抗焦虑作用。因此，GLP-1激动剂可以用来治疗治疗焦虑、攻击、精神病、发作、惊恐发作、癔症(癔病)、或睡眠障碍。GLP-1激动剂还可以用来治疗阿尔茨海默病，因为GLP-1激动剂已表明可以保护神经元以抵抗淀粉样-β肽和谷氨酸诱导的凋亡(Perry et al.，CurrAlzheimer Res 2：377-85，2005)。
GLP-1激动剂的其它治疗应用包括改善学习、增强神经保护、以及减轻中枢神经系统的疾病或紊乱的症状，例如，通过神经发生的调节，以及例如帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿病、ALS、卒中、ADD、和神经精神综合征(美国专利号6,969,702和美国专利申请号2002/0115605)。例如，在Bertilsson et al.，J Neurosci Res 86：326-338，2008中已描述了利用GLP-1激动剂来刺激神经发生。
还有其它治疗应用包括将肝脏干/祖细胞转化成为功能性胰腺细胞(美国专利申请公布号2005/0053588)；预防β-细胞恶化(美国专利号7,259,233和6,569,832)和刺激β-细胞增殖(美国专利申请公布号2003/0224983)；治疗肥胖症(美国专利号7,211,557)；抑制食欲和诱导饱感(美国专利申请公布号2003/0232754)；治疗肠易激综合征(美国专利号6,348,447)；降低与心肌梗死(美国专利号6,747,006)和卒中(PCT公开号WO 00/16797)有关的发病率和/或死亡率；治疗急性冠状动脉综合征(其特点在于没有Q波心肌梗死)(美国专利号7,056,887)；减弱术后分解代谢的变化(美国专利号6,006,753)；治疗冬眠心肌或糖尿病性心肌病(美国专利号6,894,024)；抑制去甲肾上腺素的血浆水平(美国专利号6,894,024)；增加尿钠排泄、降低尿钾浓度(美国专利号6,703,359)；治疗与中毒性血容量过多有关的病症或障碍，例如，肾衰竭、充血性心力衰竭、肾病综合征、肝硬化、肺水肿、以及高血压(美国专利号6,703,359)；诱导变力反应(响应)和增加心肌收缩性(美国专利号6,703,359)；治疗多囊卵巢综合征(美国专利号7,105,489)；治疗呼吸窘迫(美国专利申请公布号2004/0235726)；经由非消化道途径来改善营养，即，经由静脉内、皮下、肌内、腹膜、或其它注射或输注(美国专利号6,852,690)；治疗肾病(美国专利申请公布号2004/0209803)；治疗左心室收缩功能不全，例如，具有异常左心室射血分数(美国专利号7,192,922)；抑制胃窦十二指肠能动性，例如，用于治疗或预防胃肠道病症如腹泻、术后倾倒综合征和肠易激综合征，以及作为内镜程序中的术前用药(美国专利号6,579,851)；治疗临界病性多发性神经病(CIPN)和全身炎症反应综合征(SIRS)(美国专利申请公布号2003/0199445)；调节甘油三酯水平和治疗血脂异常(美国专利申请公布号2003/0036504和2003/0143183)；治疗在缺血以后由血流的再灌注引起的器官组织损伤(美国专利号6,284,725)；治疗冠状动脉心脏疾病的危险因素(CHDRF)综合征(美国专利号6,528,520)；以及其它等等。
基于瘦素的治疗
包括瘦素或相关分子的本发明的化合物可以用来治疗代谢病、神经系统疾病、以及其它适应证。
在某些实施方式中，本发明的化合物用来治疗代谢病。这样的疾病包括糖尿病(I型或II型)、肥胖症、高血糖症、血脂异常、高甘油三酯血症、X综合征、胰岛素抗性、IGT、糖尿病性血脂异常、高脂血症、心血管病、和高血压。瘦素可以降低食物摄取，因而可以用来降低体重和治疗疾病，其中降低的食物摄取或重量减轻是有利的。
由于本文描述的肽载体能够将药剂转运穿过BBB，所以本发明的化合物还可用于治疗神经系统疾病如神经变性疾病或中枢神经系统(CNS)、外周神经系统、或自主神经系统的其它病症(例如，其中神经元丢失或恶化)。许多神经变性疾病的特点在于共济失调(即，不协调的肌肉运动)和/或记忆丧失。神经变性疾病包括亚历山大病、阿尔珀斯病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化(ALS；即洛盖赫里格病(Lou Gehrig’sdisease))、毛细血管扩张性共济失调、巴藤病(施-福-舍-巴藤病(Spielmeyer-Vogt-Sjogren-Batten disease))、牛海绵状脑病(BSE)、卡纳万病、科凯恩综合征、皮质基底节变性、克罗伊茨费尔特-雅各布病、亨廷顿病、HIV相关痴呆、肯尼迪病、克拉伯病、路易体痴呆、马-约病(3型脊髓小脑性共济失调)、多发性硬化、多系统萎缩、发作性睡病、神经疏螺旋体病、帕金森病、佩利措伊斯-梅茨巴赫病(Pelizaeus-Merzbacherdisease)、皮克病(Pick’s disease)、原发性侧索硬化、朊病毒病(priondiseases)、雷夫叙姆病(Refsum’s disease)、希尔德病(Schilder’s disease)(即，肾上腺脑白质营养不良)、精神分裂症、脊髓小脑性共济失调、脊髓性肌萎缩、斯-里-奥病(进行性核上性眼肌瘫痪Steele-Richardson，Olszewski disease)、以及脊髓痨。
本发明的化合物还可以用来治疗在其它器官或组织中发现的疾病。例如，Angiopep-7(SEQ ID NO：112)被有效转运到肝脏、肺、肾脏、脾脏、和肌细胞中，从而便于优先治疗与这些组织有关的疾病(例如，肝细胞癌和肺癌)。本发明的化合物还可以用来治疗遗传病，如唐氏综合征(即，其中特定基因转录物的向下调节(下调)可以是有利的。
基于神经加压素的治疗
本发明的化合物可以用于任何适当的治疗应用，其中神经加压素的活性是有利的。在脑中，NT与多巴胺能受体和其它神经介质系统有关。外周NT作为用于消化系统和心血管系统的旁分泌和内分泌肽。已提出神经加压素的各种治疗应用，包括精神疾病、代谢病、和疼痛。由于神经加压素已显示出可以调节在与精神分裂症有关的脑的区域中的神经传递，因此已提出将神经加压素和神经加压素受体激动剂作为抗精神病药剂。
由于本文描述的多肽能够将药剂转运穿过BBB，所以本发明的化合物还可以用于治疗神经系统疾病如神经变性疾病或中枢神经系统(CNS)、外周神经系统、或自主神经系统的其它病症(例如，其中神经元丢失或恶化)。已提出神经加压素用于抗精神病治疗，因而可以用于治疗疾病如精神分裂症和双相障碍。许多神经变性疾病的特点在于共济失调(即，不协调的肌肉运动)和/或记忆丧失。神经变性疾病包括亚历山大病、阿尔珀斯病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化(ALS；即，洛盖赫里格病)、毛细血管扩张性共济失调、巴藤病(施-福-舍-巴藤病)、牛海绵状脑病(BSE)、卡纳万病、科凯恩综合征、皮质基底节变性、克罗伊茨费尔特-雅各布病、亨廷顿病、HIV相关痴呆、肯尼迪病、克拉伯病、路易体痴呆、马-约病(3型脊髓小脑性共济失调)、多发性硬化、多系统萎缩、发作性睡病、神经疏螺旋体病、帕金森病、佩利措伊斯-梅茨巴赫病、皮克病、原发性侧索硬化、朊病毒病、雷夫叙姆病、希尔德病(即，肾上腺脑白质营养不良)、精神分裂症、脊髓小脑性共济失调、脊髓性肌萎缩、斯-里-奥病(进行性核上性眼肌瘫痪Steele-Richardson，Olszewskidisease)、以及脊髓痨。
本发明的化合物可以用来降低主体的体温。因为在可以正患有、或可以最近已患有卒中、脑缺血、心肌缺血、或神经损伤如脊髓损伤的主体中体温的降低已表明是有利的，因此这样的治疗有利于减少这些病症的并发症。
还已知神经加压素具有镇痛作用。因而本发明的化合物可以用来减少主体的疼痛。主体可以正患有急性疼痛(例如，选自由机械性疼痛、热痛、冷痛、缺血性疼痛、以及化学致痛组成的组)。其它类型的疼痛包括外周或中枢神经源性疼痛、炎性痛、偏头痛相关疼痛、头痛相关疼痛、肠易激综合征相关疼痛、纤维肌痛相关疼痛、关节炎疼痛、骨骼痛、关节痛、胃肠疼痛、肌肉痛、心绞痛、面部疼痛、骨盆痛、跛行、术后痛、创伤后疼痛、紧张型头痛、产科疼痛、妇科疼痛、或化疗引起的疼痛。
有证据表明，神经加压素可以用来治疗代谢病；参见例如，美国专利申请号200I/0046956。因此，本发明的化合物可以用来治疗这样的疾病。代谢病可以是糖尿病(例如，I型或II型)、肥胖症、起因于肥胖症的糖尿病、高血糖症、血脂异常、高甘油三酯血症、X综合征、胰岛素抗性、糖耐量减低(IGT)、糖尿病性血脂异常、高脂血症、心血管病、或高血压。主体可以是超重、肥胖、或食欲过盛的。
也已经提出神经加压素可用来在主体中治疗药物成瘾性或降低药物滥用，尤其是连同精神兴奋剂一起。因此，本发明的化合物可用于治疗药物成瘾性或药物滥用，如安非他明、甲基苯丙胺、3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺、尼古丁、可卡因、哌醋甲酯、以及槟榔碱。
基于GDNF/BNDF的治疗
基于GDNF和BDNF的化合物可以用来治疗任何疾病或病症，其中增强神经元存活(例如，降低神经元死亡率)或提高神经元的形成率是有利的。这样的病症包括神经变性疾病，例如，多聚谷氨酰胺扩张症(例如，亨廷顿病(HD)、齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩、肯尼迪病(还被称为脊延髓肌萎缩症)、以及脊髓小脑性共济失调(例如，1型、2型、3型(还被称为马-约病)、6型、7型、以及17型))、另一种三核苷酸重复扩张症(例如，脆性X综合征、脆性XE精神发育迟缓、弗里德赖希共济失调、肌强直性营养不良、脊髓小脑性共济失调8型、以及脊髓小脑性共济失调12型)、亚历山大病、阿尔珀斯病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化(ALS)、毛细血管扩张性共济失调、巴藤病(还被称为施-福-舍-巴藤病)、卡纳万病、科凯恩综合征、皮质基底节变性、克罗伊茨费尔特-雅各布病、缺血性脑卒中、克拉伯病、路易体痴呆、多发性硬化、多系统萎缩、帕金森病、佩利措伊斯-梅茨巴赫病、皮克病、原发性侧索硬化、雷夫叙姆病、桑德霍夫病、希尔德病、脊髓损伤、脊髓性肌萎缩、斯-里-奥病、以及脊髓痨。其它病症包括损伤(例如，脊髓损伤)、震伤、缺血性脑卒中、以及出血性卒中。
给予和剂量
本发明的特点还在于，包含治疗有效量的本发明的化合物的药物组合物。组合物可以配制用于各种各样的药物递送系统。一种或多种生理上可接受的赋形剂或载体还可以包括在组合物中，用于适当剂型。用于本发明的适宜剂型可参见Remington’s Pharmaceutical Sciences，MackPublishing Company，Philadelphia，PA，17th ed.，1985。对于用于药物递送的方法的简要回顾，参见例如，Langer(Science 249：1527-1533，1990)。
药物组合物用于胃肠道外、鼻内、局部、口服、或局部给予，如通过透皮方式，用于预防性和/或治疗性治疗。可以胃肠道外(例如，通过静脉内、肌内、或皮下注射)、或通过口服摄入、或通过在受血管或癌症病症影响的区域的局部应用或关节内注射，来给予药物组合物。另外的给予途径包括血管内、动脉内、肿瘤内、腹腔内、心室内、硬膜内(intraepidural)、以及鼻、眼、巩膜内、眶内、直肠、局部、或气雾吸入给予。通过这样的方式如积存注射(depot injection)或易蚀植入物或组分，持续释放给予也明确地包括在本发明中。因此，本发明提供了用于胃肠道外给予的组合物，该组合物包括上述药剂，其溶解或悬浮在可接受载体中，优选水性载体中，例如，水、缓冲水、盐水、PBS等。根据需要，组合物可以包含药用辅助物质以接近生理条件，如pH调节和缓冲剂、张力调节剂(tonicity adjusting agent)、润湿剂、洗涤剂等。本发明还提供了用于口服递送的组合物，其可以包含惰性成分如粘合剂或填充剂，用于配制片剂、胶囊剂等。另外，本发明提供了用于局部给予的组合物，其可以包含惰性成分如溶剂或乳化剂，用于配制乳膏剂、软膏剂等。
可以通过常规灭菌技术来灭菌、或可以无菌过滤这些组合物。获得的水溶液可加以包装供原样使用，或加以冻干，在给予以前，冻干制剂结合于无菌水性载体。制剂的pH值通常会是3至11，更优选5至9或6至8，以及最优选7至8之间，如7至7.5。可以将获得的固体形式的组合物包装成多个单剂量单位，每个包含固定量的上述药剂或多种药剂，如在片剂或胶囊剂的密封包装中。还可以将固体形式的组合物包装在具有灵活量的容器中，如在可挤压管中，其设计用于可局部应用的乳膏剂或软膏剂。
可以给予包含有效量的组合物，用于预防性或治疗性治疗。在预防性应用中，可以将组合物给予对神经或神经变性疾病具有临床确定的易感性或增加的敏感性的主体。可以将本发明的组合物以足以延迟、减少、或优选预防临床疾病发作的量给予主体(例如，人)。在治疗应用中，将组合物以足以治愈或至少部分地阻止病症和它的并发症的症状的量给予已经患有疾病(例如，神经病症或神经变性疾病)的主体(例如，人)。足以达到这个目的的量定义为“治疗有效量”，足以大大改善与疾病或医学病症有关的一些症状的化合物的量。例如，在神经变性疾病(例如，本文描述的那些神经变性疾病)的治疗中，减少、预防、延迟、抑制、或阻止疾病或病症的任何症状的药剂或化合物将是治疗有效的。药剂或化合物的治疗有效量并不是为治愈疾病或病症所需要的，但将提供对于疾病或病症的治疗，以使在个体中疾病或病症的发作被延迟、阻止、或预防，或疾病或病症症状被改善，或疾病或病症的期限被改变，或，例如，较不严重或恢复被加速。
有效用于此应用的量可以取决于疾病或病症的严重性以及主体的体重和一般状况，但通常为约0.05μg至约1000μg(例如，0.5-100μg)的等效量的药剂/剂量/主体。用于首次给予和促升(加强，booster)给予的适宜方案通常为首次给予，接着是以每一小时或每多个小时、每天、每周、或每月的间隔随后给予重复剂量。可以将存在于本发明的组合物中的药剂的总有效量作为单剂量给予哺乳动物，作为快速推注(bolus)或通过经相对较短时间的输注，或可以利用分次治疗方案来给予，其中经更长时间(例如，剂量/每4-6、8-12、14-16、或18-24小时，或剂量/每2-4天、1-2周，每月一次)来给予多剂量。可替换地，可以设想足以在血液中保持治疗有效浓度的连续静脉内输注。
在本发明的组合物中存在的并在本发明的用于哺乳动物(例如，人类)的方法中所使用的一种或多种药剂的治疗有效量可以由本领域普通技术人员来确定，其中考虑到在哺乳动物的年龄、体重、和状况方面的个体差异。由于本发明的某些化合物呈现增强穿过BBB的能力，所以本发明的化合物的剂量可以低于为获得未结合激动剂的疗效所需要的等效剂量(例如，小于或等于约90％、75％、50％、40％、30％、20％、15％、12％、10％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％，、0.5％、或0.1％)。将本发明的药剂以有效量给予主体(例如，哺乳动物，如人)，其是在治疗主体中产生所期望的结果(例如，神经元的保存、新的神经元生长)的量。治疗有效量还可以由本领域技术人员凭经验确定。
相比于非结合剂/剂量，一次或多次/周(例如，2、3、4、5、6、或7或更多次/周)，0.1至2,500(例如，2,000、1,500、1,000、500、100、10、1、0.5、或0.1)μg剂量/周，主体还可以接收约0.05至1,000μg等效剂量的药剂。主体还可以接收组合物的药剂0.1至3,000μg/剂量，每两周或三周一次。
可以用由治疗医生选择的剂量水平和模式来进行本发明的组合物(包括有效量)的单次或多次给予。可以基于主体的疾病或病症的严重性，其可以在整个治疗过程中按照由临床医生通常实行的或那些本文描述的方法加以监测，来确定和调节剂量和给予日程。
可以和常规治疗方法一起，或可以和常规治疗方法分开地，来使用本发明的化合物。
当在连同其它药剂的联合疗法中给予本发明的化合物时，可以顺序或同时地将它们给予个体。可替换地，根据本发明的药物组合物可以包含连同药用赋形剂一起的本发明的化合物(如本文描述的)、以及本领域已知的另一种治疗或预防剂。
实施例1
利用TMEA接头的二聚体Angiopep-2的合成
以下方案用来产生由TMEA接头连接的Angiopep-2的二聚体形式。
Figure BDA0000139615920000841
将C-端酰胺化Angiopep-2和另外的C-端半胱氨酸(Angiopep-2-Cys；SEQ ID NO：114)(264.2mg，109.9umol，2.4eq.)溶解于脲8M(18ml)。将此溶液逐滴加入TMEA溶液(三(2-马来酰亚胺基乙基)胺)(PierceBiotechnology)(17.7mg，45.8umol，1eq.，在9ml脲8M中)。利用分析方法1和2(其描述在图1的色谱图1-2中)来监测反应。使反应(1.7mM，pH 8.53)可以在室温下进行1小时，然后通过RP-HPLC色谱法来纯化混合物(Waters PrepLC 4000；参见色谱图3，表5)。
表5：纯化
  时间(min)   柱容积(C.V.)   流速(ml/min)   ％溶剂B
  0.00   0.00   13.00   20.0
  5.12   1.52   13.00   20.0
  28.75   7.01   13.00   40.0(经23.63min)
  33.30   1.35   13.00   95.0(经4.6min)
  38.00   1.39   13.00   95.0
1CV＝43ml
在偶联以后，ESI-TOF MS分析表明在溶液中存在TMEA交联单体、二聚体、以及三聚体。在蒸发甲醇和冷冻干燥以后，获得二聚体TMEA-(AN2)2，作为纯白色固体(119mg，50％，纯度＞98％)。通过ESI-TOF MS(Bruker Daltonics)来检查质量。
除图1中的信息以外，在分析方法中还使用了以下仪器。使用了Waters Acquity UPLC柱BEH苯基，1.7μm，2.1x50mm。在229nm处进行检测。溶液A是在H2O中的0.1％FA；溶液B是在MeOH中的0.1％FA。使用了0.5ml/min的流速。梯度设置示于以下表6中。
表6
利用ESI-TOF MS(Bruker Daltonics)，计算和确定了以下m/z值：计算为5193.62；实测为5193.68，m/z 866.62(+6)、1039.74(+5)、1299.42(+4)、1732.21(+3)。
进行纯化如下，利用Waters PrepLC 4000，其具有苯基OBD柱(WatersX-Bridge)5μm，19x150mm，
Figure BDA0000139615920000852
试样载荷：282mg，脲8M(27ml)，在H2O(2ml)中的20％MeOH，FA。溶液A是在H2O中的0.1％FA，溶液B是在MeOH中的0.1％FA。采用13ml/min的流速，其中梯度：20-40％B。分两批连续地进行粗制物的纯化。
可能的副反应包括可能发生的TMEA-(AN2)2(≤5％，Mw＝5211.63)的水解。然后将结合物贮存在氮气气氛下(低于-20℃)。
实施例2
二聚体Angiopep-2的合成
以下合成方案用来产生具有SATP接头的二聚体Angiopep-2。
Figure BDA0000139615920000853
利用固相肽合成(SPPS)来合成Angiopep-2-Cys-NH2(H-TFFYGGSRGKRNNFKTEEYC-NH2；SEQ ID NO：114)。利用伪脯氨酸二肽(pseudoproline dipeptide)GS来偶联G6S7以优化合成。用ProteinTechnologies，Inc.
Figure BDA0000139615920000861
肽合成仪并利用Fmoc(9-芴基甲氧基羰基)氨基末端保护来进行SPPS。在100-μmol规模上并利用相对于树脂5倍过量的Fmoc-氨基酸(200mM)来合成Angiopep-2-Cys-NH2。由Rink酰胺MBHA树脂(具有Nle)(0.40mmol/g)进行偶联，用以获得羧基末端酰胺，其中使用在DMF中的1∶1∶2氨基酸/活化剂/NMM，并借助于HCTU(2-(1H-6-氯苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基六氟磷酸脲)和NMM(N-甲基吗啉)。利用20％哌啶/DMF进行脱保护。
Rink酰胺MBHA树脂(具有Nle)(0.40mmol/g)、Fmoc-氨基酸和HCTU购自ChemImpex，以及伪脯氨酸二肽GS购自Novabiochem。用于氨基酸的侧保护基是：三苯甲基(Trt)用于半胱氨酸和天冬酰胺，(tBu)用于谷氨酸、酪氨酸、丝氨酸、和苏氨酸，五甲基二氢苯并呋喃-5-磺酰基(Pbf)用于精氨酸，以及叔丁氧基羰基(tBoc)用于赖氨酸。
按下述产生SATP-AN2Cys-NH2。在最后苏氨酸残基的脱保护以后，通过在室温下用SATP溶液(N-琥珀酰亚胺基S-乙酰基硫代丙酸酯)(Pierce Biotechnology)(24.5mg，100μmol，1eq.，在4ml的DMF中，25mM)处理结合于树脂的自由N-端氨基肽1小时来引入N-端S-乙酰基硫代丙酰基。重复用SATP溶液进行的修饰一次，时间为1小时30分钟。在室温下，利用TFA/水/EDT/TES(94/2.5/2.5/1)来切割树脂结合产物两小时。利用冰冷的醚来沉淀粗制物修饰肽，然后通过RP-HPLC色谱法(Waters PrepLC 4000，参见图1和2中的色谱图1-3，表9)加以纯化。
从收集到的流分中蒸发甲醇并冻干以产生SATP-AN2Cys-NH2，作为纯白色固体(736mg，26％，纯度＞95％)。通过ESI-TOF MS(BrukerDaltonics)来证实质量：计算为2533.79；实测为2533.18、m/z1267.59(+2)、845.41(+3)。
按下述产生二聚体SATP-AN2-AN2。将MPA-AN2，由BMPS(N-[β-马来酰亚胺基丙氧基]琥珀酰亚胺酯)活化的AN2载体(120mg，39.4umol，1eq.，80.25％肽含量)溶解于DMSO(2ml)。将此溶液加入SATP-AN2-CysNH2溶液(100mg，39.4μmol，1eq.，在2.5ml的DMSO中)。借助于分析方法1和2来监测反应(参见图3中的色谱图4-5)。使反应(8.8mM)在室温下进行30分钟，然后过滤。通过RP-HPLC色谱法来纯化混合物(Waters PrepLC 4000，参见图3和4中的色谱图4-6以及表9)。
在蒸发甲醇和冷冻干燥以后，获得二聚体SATP-AN2-AN2，作为纯白色固体(39mg，20％，纯度＞98％)。通过ESI-TOF MS(Bruker Daltonics)来证实质量：计算为4986.39；实测为4986.42，m/z 1247.60(+4)、998.08(+5)、832.07(+6)、713.35(+7)。
分析方法1和2进行如下。两种方法均使用具有Waters Acquity UPLCBEH苯基柱(1.7μm，2.1x50mm)的Waters Acquity UPLC系统。在229nm处进行检测。溶液A是在H2O中的0.1％FA；溶液B在MeOH中的0.1％FA，其中流速为0.5ml/min。对于每种方法，流量梯度列于以下表7和8中。
表7：方法1
Figure BDA0000139615920000871
表8：方法2
Figure BDA0000139615920000872
SATP-AN2Cys-NH2的纯化进行如下，其中利用具有Kromasil柱(C18，10μm，50x250mm，的Waters PrepLC 4000。溶液A是在H2O中的0.1％FA；溶液B是在MeOH中的0.1％FA，其中流速为48ml/min以及梯度为20-45％B。纯化结果列在表9中。
表9：SATP-AN2-Cys-NH2的纯化
  时间(min)   柱容积(C.V.)   流速(ml/min)   ％溶剂B
  0.00   0.00   48.19   20.0
  18.08   19.80   48.19   20.0
  26.91   9.67   48.19   35.0(经5.46min)
  109.26   90.19   48.19   45.0(经23.61min)
  130.00   22.72   48.19   95.0(经5.00min)
  154.00   26.29   48.19   95.0
1CV＝44ml
SATP-AN2-AN2的纯化进行如下，其中利用具有BEH苯基柱(5um，19x150mm，
Figure BDA0000139615920000882
的Waters PrepLC 4000。溶液A是在H2O中的0.1％FA；溶液B是在MeOH中的0.1％FA，其中流速为13ml/min以及梯度为35-50％B。纯化结果列于表10中。
表10：SATP-AN2-AN2的纯化
  时间(min)   柱容积(C.V.)   流速(ml/min)   ％溶剂B
  0.00   0.00   13.00   35.0
  5.12   1.51   13.00   35.0
  28.75   6.98   13.00   50.0(经23.63min)
  33.30   1.34   13.00   95.0(经4.55min)
  40.00   1.98   13.00   95.0
1CV＝44ml
将结合物贮存在氮气气氛下(低于-20℃)。
实施例3
Angiopep-1二聚体的合成，其中利用二硫键
在37℃下，在pH值为8.5的磷酸盐缓冲盐水(PBS)中，通过温育Angiopep-1肽(SEQ ID NO：67)2小时来制备Angiopep-1二聚体。此反应导致形成借助于通过在每个蛋白上的半胱氨酸氨基酸上的二硫键连接的Angiopep-1二聚体(图5)。
利用原位脑灌注测定来测量脑实质分布的容积(图6)。和单体Angiopep-2相比，观测到利用Angiopep-1二聚体时的较大的摄取容积，尤其是在更低浓度下。还在各种浓度下原位测量了Angiopep-1二聚体和Angiopep-2的实质摄取(图7)。在这里，Angiopep-1二聚体，尤其是在更低浓度(＜500nmol)下，呈现比Angiopep-2单体更高的转运。
实施例4
Angiopep-2二聚体和三聚体的转运
在50nM下，比较了Angiopep-2(合成的)以及Angiopep-2(重组的)的转运和Angiopep-2二聚体以及Angiopep-2三聚体(例如，如上所述制备的)的转运。还测试了重组Angiopep-2转运进入饮食诱导肥胖小鼠(DIO)(图8)。观测到二聚体和三聚体转运进入脑中。
实施例5
艾塞那肽-4-Angioep-2二聚体结合物的生成
利用本文描述的结合化学性能或类似的化学性能，产生了具有图9A所示结构的艾塞那肽-4-Angiopep-2二聚体。简单地说，通过在第一Angiopep-2肽的N-端苏氨酸处的MHA接头，将在[Lys39]艾塞那肽-4的C-端赖氨酸中的胺基团结合于Angiopep-2二聚体。将N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫代丙酸酯(SATP)接头连接于在它的N-端的Angiopep-2-Cys肽。通过这种半胱氨酸，将Angiopep-2-Cys肽结合于第二Angiopep-2肽，其已被修饰以包含MPA接头。然后通过MHA接头将二聚体连接于[Lys39]艾塞那肽-4。还产生了对照分子(Exen-S4)，其中利用Angiopep-2的倒序形式(乱序形式，)，通过MHA接头，其在它的N-端结合于[Cys32]艾塞那肽-4的半胱氨酸(图9B)。这些结合物制备为三氟乙酸(TFA)盐。
实施例6
艾塞那肽-4-Angiopep-2二聚体结合物的表征
当未结合于、结合于单Angiopep-2(利用可变接头长度)、结合于倒序Angiopep-2(S4)、或结合于Angiopep-2的二聚体形式时，原位测量了典型的GLP-1激动剂，艾塞那肽-4的脑摄取。如在上述实施例2中所述进行实验。
根据这些结果，我们观测到，和未结合艾塞那肽-4或和结合于单Angiopep-2的艾塞那肽-4相比，艾塞那肽-4类似物与Angiopep-2的二聚体形式的结合导致这样的结合物，其具有令人惊奇的穿过BBB的更大能力(图10)。
我们还测试了在DIO小鼠中艾塞那肽-4-Angiopep-2二聚体结合物降低糖血的能力。用包含对照、艾塞那肽-4、或艾塞那肽-4-Angiopep-2二聚体结合物的快速推注而注射小鼠。和接收对照的小鼠相比，接收艾塞那肽-4或结合物的小鼠呈现降低的糖血(图11)。
其它实施方式
在本说明书中提及的所有专利、专利申请(包括2009年7月2日提交的美国临时申请号61/222,785、以及2009年10月15日提交的美国临时申请号61/252,024)、以及出版物均以引用方式结合于本文。

Claims (74)

1.一种化合物，具有以下化学式：
A1-(Xn-Am)n
其中
n是或至少是1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；
m是2至n+1的整数；
A1和每个Am独立地是包含氨基酸序列的肽载体，所述氨基酸序列基本上同一于选自由SEQ ID NOS：1-105和107-117或它们的功能片段组成的组中的序列；以及
每个Xn独立地是连接于相邻肽载体的接头。
2.根据权利要求1所述的化合物，具有以下化学式：
A1-X1-A2。
3.一种化合物，具有以下化学式：
Figure FDA0000139615910000011
其中：
A1、A2、每个Aq、每个Ar、以及每个As独立地是包含基本上同一于选自由SEQ ID NOS：1-105和107-117或它们的功能片段组成的组中的序列；
A3是包含基本上同一于选自由SEQ ID NOS：1-105和107-117或它们的功能片段组成的组中的序列、或不存在该序列的肽载体；
X、每个Xq、每个Xr、以及每个Xs独立地是连接肽载体的接头；
m、n、以及p独立地是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10；
q是4至m+3的整数；
r是m+4至m+n+3的整数；以及
s是m+n+4至m+n+p+3的整数。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的化合物，其中，通过一种或多种接头或通过一种或多种肽载体，所述化合物结合于一种或多种药剂。
5.根据权利要求1或2所述的化合物，具有以下化学式：
Figure FDA0000139615910000021
其中B是一种药剂并且结合于所述接头X。
6.根据权利要求1或2所述的化合物，具有以下化学式：
Figure FDA0000139615910000022
其中
B1是药剂，
B2和B3独立地是药剂或不存在，
Y1和Y2独立地是分别将A1连接于B1和将A2连接于B2的接头，其中如果B2不存在则Y2不存在。
7.根据权利要求6所述的化合物，具有以下化学式：
Figure FDA0000139615910000031
8.一种化合物，包含：
(a)至少两种肽载体，其中每种肽载体独立地包括基本上同一于选自由SEQ ID NOS：1-105和107-117组成的组中的序列氨基酸序列，其中通过接头连接所述肽载体；以及
(b)结合于所述肽载体的至少一种或结合于所述接头的药剂。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的化合物，其中所述接头选自由TMEA、β-[三(羟甲基)膦基]丙酸(THPP)、三琥珀酰亚胺基氨基三乙酸酯(TSAT)、三琥珀酰亚胺基(6-氨基己酰基)氨基三乙酸酯(LC-TSAT)、三琥珀酰亚胺基-1，3，5-苯三羧酸酯、马来酰亚胺基-3，5-二琥珀酰亚胺基间苯二酸酯(MDSI)、琥珀酰亚胺基-3，5-二马来酰亚胺基苯基苯甲酸酯(SDMB)、四(3-马来酰亚胺基丙基)季戊四醇(Mal-4)、四(N-琥珀酰亚胺基羧丙基)季戊四醇(NHS-4)组成的组。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的化合物，其中，所述接头的至少一种包含马来酰亚胺活性基团。
11.根据权利要求10所述的化合物，其中，所述接头是三(2-马来酰亚胺基乙基)胺(TMEA)或马来酰亚胺基丙酸(MPA)、马来酰亚胺-苯甲酰-琥珀酰亚胺(MBS)、γ-马来酰亚胺基-丁酰氧基琥珀酰亚胺酯(GMBS)、马来酰亚胺基丙酸(MPA)、马来酰亚胺基己酸(MHA)、以及马来酰亚胺基十一酸(MUA)。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的化合物，其中，所述肽载体的至少一种包括一种至少85％同一于选自由SEQ ID NO：1-105和107-117组成的组中的序列的氨基酸序列。
13.根据权利要求12所述的化合物，其中，所述肽载体的至少一种包含选自由SEQ ID NO：1-105和107-117组成的组中的氨基酸序列。
14.根据权利要求13所述的化合物，其中，所述肽载体的至少一种包含选自由Angiopep-1(SEQ ID NO：67)、Angiopep-2(SEQ ID NO：97)、cys-Angiopep-2(SEQ ID NO：113)、Angiopep-2-cys(SEQ ID NO：114)、以及反向Angiopep-2(SEQ ID NO：117)组成的组中的氨基酸序列。
15.根据权利要求4-14中任一项所述的化合物，其中，所述药剂是治疗剂。
16.根据权利要求15所述的化合物，其中，所述治疗剂选自由抗癌剂、治疗性核酸、GLP-1激动剂、瘦素或瘦素类似物、神经加压素或神经加压素类似物、神经胶质源神经营养因子(GDNF)或GDNF类似物、脑源神经营养因子(BDNF)或BDNF类似物、以及抗体组成的组。
17.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述治疗剂是抗癌剂。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述抗癌剂选自由以下组成的组中：紫杉醇(泰素)、长春碱、长春新碱、依托泊苷、多柔比星、环磷酰胺、多西他赛(泰索帝
Figure FDA0000139615910000041
美法仑、苯丁酸氮芥、阿巴瑞克、阿地白介素、阿仑单抗、阿利维A酸、别嘌呤醇、六甲蜜胺、阿米斯丁、阿那白滞素、阿那曲唑、三氧化二砷、天冬酰胺酶、阿扎胞苷、注射用卡介苗、贝伐单抗、贝沙罗汀、博来霉素、博来霉素、硼替佐米、硼替佐米、白消安、白消安、卡普睾酮、卡培他滨、卡铂、卡莫司汀、塞来考昔、西妥昔单抗、顺铂、克拉屈滨、氯法拉滨、阿糖胞苷、氮烯唑胺、更生霉素、放线菌素D、达肝素、达依泊汀α、达沙替尼、柔红霉素、道诺霉素、地西台宾、地尼白介素、地尼白介素-毒素连接物、右丙亚胺、丙酸屈他雄酮、依库珠单抗(eculizumab)、表柔比星、阿法依泊汀、埃罗替尼、雌氮芥、依西美坦、芬太尼、非格司亭、氟尿苷、氟达拉滨、氟尿嘧啶、5-氟尿嘧啶、氟维司群、吉非替尼、吉西他滨、吉姆单抗、奥佐米星、戈舍瑞林、组氨瑞林、羟基脲、替伊莫单抗、去甲氧正定霉素、异环磷酰胺、伊马替尼、干扰素α-2b、依立替康、二甲苯磺酸拉帕替尼、来那度胺、来曲唑、甲酰四氢叶酸、亮丙立德、左咪唑、环己亚硝脲、CCNU、氮芥(氮芥气)、甲地孕酮、巯嘌呤(6-MP)、巯乙磺酸钠、甲氨蝶呤、甲氧沙林、丝裂霉素C、米托坦、米托蒽醌、苯丙酸南诺龙、奈拉滨、若莫单抗、奥普瑞白介素、奥沙利铂、帕利夫明(palifermin)、氨羟二磷酸二钠、帕尼单抗、培加酶、培门冬酶、培非司亭(pegfilgrastim)、培干扰素α-2b、培美曲塞、喷司他丁、哌泊溴烷、普卡霉素(光神霉素)、卟菲尔钠、丙卡巴肼、奎纳克林、拉布立酶、利妥昔单抗、沙莫司亭、索拉非尼、链佐星、舒尼替尼、滑石、它莫西芬、替莫唑胺、替尼泊苷(VM-26)、睾内脂、沙利度胺、硫鸟嘌呤(6-TG)、噻替派、噻替派、噻替派、托泊替康、托瑞米芬、托西莫单抗/I-131(托西莫单抗)、曲妥单抗、曲妥单抗、维A酸(ATRA)、尿嘧啶氮芥、戊柔比星、长春瑞滨、伏立诺他、唑来膦酸、唑来膦酸、或它们的药用盐。
19.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述抗癌剂是紫杉醇、依托泊苷、或多柔比星、或它们的类似物。
20.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述治疗性核酸是RNAi剂。
21.根据权利要求20所述的化合物，其中，所述RNAi剂能够沉默EGFR或VEGF表达。
22.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述治疗剂是GLP-1激动剂。
23.根据权利要求22所述的化合物，其中，所述GLP-1激动剂是艾塞那肽-4、或其具有GLP-1激动剂活性的类似物或片段。
24.根据权利要求23所述的化合物，其中，所述GLP-1激动剂是艾塞那肽-4、[Lys39]艾塞那肽-4、或[Cys32]艾塞那肽-4。
25.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述治疗剂是瘦素或瘦素类似物。
26.根据权利要求25所述的化合物，其中，所述瘦素或瘦素类似物是全长人瘦素、成熟人瘦素(全长人瘦素的氨基酸22-167)、或瘦素116-130。
27.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述治疗剂是神经加压素或神经加压素类似物。
28.根据权利要求27所述的化合物，其中，所述治疗剂是人神经加压素、人神经加压素(8-13)、或pELYENKPRRPYIL-OH，其中pE表示L-焦谷氨酸。
29.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述治疗剂是GDNF、BDNF、或它们的类似物。
30.根据权利要求29所述的化合物，其中，所述药剂是全长GDNF或BNDF序列。
31.根据权利要求29所述的化合物，其中，所述药剂是GDNF或BDNF的成熟形式或是人GNDF78-211。
32.根据权利要求16所述的化合物，其中，所述抗体是单克隆抗体。
33.根据权利要求32所述的化合物，其中，所述单克隆抗体特异性地结合于淀粉样-β蛋白、或结合于其片段。
34.根据权利要求33所述的化合物，其中，所述单克隆抗体选自由R1450(Roche)、巴品珠单抗、solanezumab(LY2062430；Eli Lilly)、BAN2401、PF-04360365(Pfizer)、以及GSK933776A(GlaxoSmithKline)组成的组。
35.一种用于治疗或预防性治疗患有癌症的主体的方法，所述方法包括以足以治疗所述癌症的量将根据权利要求17-19和21中任一项所述的化合物给予所述主体。
36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述癌症选自由以下组成的组中：脑癌、肝细胞癌、乳癌、头部和颈部的癌症，包括各种淋巴瘤如套细胞淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、腺瘤、鳞状细胞癌、喉癌、视网膜癌症、食道癌症、多发性骨髓瘤、卵巢癌、子宫癌、黑素瘤、结肠直肠癌、膀胱癌、前列腺癌、肺癌(包括非小细胞肺癌)、胰腺癌、子宫颈癌、头颈癌、皮肤癌、鼻咽癌、脂肪肉瘤、上皮癌、肾细胞癌、胆囊腺癌、腮腺腺癌、子宫内膜肉瘤、以及多药耐药癌。
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述脑癌选自由星形细胞瘤、纤维状细胞性星形细胞瘤、胚胎发育不良性神经上皮瘤、少突神经胶质瘤、室管膜瘤、多形性成胶质细胞瘤、混合性胶质瘤、寡星状细胞瘤、成神经管细胞瘤、视网膜母细胞瘤、成神经细胞瘤、生殖细胞瘤、以及畸胎瘤组成的组。
38.一种用于治疗或预防性治疗患有代谢病的主体的方法，所述方法包括将根据权利要求22-28中任一项所述的化合物以足以治疗所述疾病的量给予所述主体。
39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述代谢病是糖尿病、肥胖症、起因于的肥胖症的糖尿病、高血糖症、血脂异常、高甘油三酯血症、X综合征、胰岛素抗性、糖耐量减低(IGT)、糖尿病性血脂异常、高脂血症、心血管病、或高血压。
40.根据权利要求38所述的方法，其中，所述疾病是糖尿病。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述疾病是II型糖尿病。
42.根据权利要求38所述的方法，其中，所述疾病是肥胖症。
43.一种用于减少主体食物摄取、或减轻主体体重的方法，所述方法包括将根据权利要求22-26中任一项所述的化合物以足以减少食物摄取或减轻体重的量给予所述主体。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，所述主体是超重或肥胖的。
45.根据权利要求43所述的方法，其中，所述主体是食欲过盛的。
46.一种用于治疗或预防性治疗主体的疾病的方法，所述疾病选自由焦虑、运动障碍、攻击、精神病、发作、惊恐发作、癔症、睡眠障碍、阿尔茨海默病、以及帕金森病组成的组中，所述方法包括将根据权利要求22-24中任一项所述的化合物以足以治疗所述疾病的量给予所述主体。
47.一种用于增加主体的神经发生的方法，所述方法包括将有效量的根据权利要求22-24中任一项所述的化合物给予所述主体。
48.根据权利要求47所述的方法，其中，所述主体患有帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿病、ALS、卒中、ADD、或神经精神综合征。
49.根据权利要求47所述的方法，其中，神经发生的所述增加在所述主体中改善学习或增强神经保护。
50.一种方法，用于在主体中将肝脏干/祖细胞转化成为功能性胰腺细胞；预防β-细胞恶化和刺激β-细胞的增殖；治疗肥胖症；抑制食欲和诱导饱感；治疗肠易激综合征；降低与心肌梗死和卒中有关的发病率和/或死亡率；治疗特点在于没有Q波心肌梗死的急性冠状动脉综合征；减弱术后分解代谢的变化；治疗冬眠心肌或糖尿病性心肌病；抑制去甲肾上腺素的血浆水平；增加尿钠排泄、降低尿钾浓度；治疗与中毒性血容量过多、肾衰竭、充血性心力衰竭、肾病综合征、肝硬化、肺水肿、以及高血压有关的病症或障碍；诱导变力反应和增加心肌收缩性；治疗多囊卵巢综合征；治疗呼吸窘迫；经由非消化道途径来改善营养，即，经由静脉内途径、皮下途径、肌内途径、腹膜途径、或其它注射或输注途径；治疗肾病；治疗左心室收缩功能不全(例如，具有异常左心室射血分数)；抑制胃窦十二指肠能动性(例如，用于胃肠道病症的治疗或预防，如腹泻、术后倾倒综合征和肠易激综合征，以及作为在内镜程序中的术前用药)；治疗临界病性多发性神经病(CIPN)和全身炎症反应综合征(SIRS)；调节甘油三酯水平和治疗血脂异常；治疗在缺血以后由血流的再灌注引起的器官组织损伤；或治疗冠状动脉心脏疾病的危险因素(CHDRF)综合征，所述方法包括将有效量的根据权利要求22-24中任一项所述的化合物给予所述主体。
51.一种用于在主体中增加GLP-1受体活性的方法，所述方法包括将根据权利要求22-24中任一项所述的化合物足以增加GLP-1受体活性的量给予所述主体。
52.一种用于降低主体体温的方法，所述方法包括将根据权利要求27或28所述的化合物以足以降低体温的量给予所述主体。
53.根据权利要求52所述的方法，其中，所述主体正患有或已患有脑缺血、心脏缺血、或神经损伤。
54.根据权利要求53所述的方法，其中，所述神经损伤是脊髓损伤。
55.一种用于在主体中治疗疼痛或预防性治疗疼痛的方法，所述方法包括将根据权利要求27或28所述的化合物以足以治疗所述疼痛的量给予所述主体。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述疼痛是选自由机械性疼痛、热痛、冷痛、缺血性疼痛、以及化学致痛组成的组中的急性疼痛。
57.根据权利要求55所述的方法，其中，所述疼痛是外周或中枢神经源性疼痛、炎性痛、偏头痛相关疼痛、头痛相关疼痛、肠易激综合征相关疼痛、纤维肌痛相关疼痛、关节炎疼痛、骨骼痛、关节痛、胃肠疼痛、肌肉痛、心绞痛、面部疼痛、骨盆痛、跛行、术后痛、创伤后疼痛、紧张型头痛、产科疼痛、妇科疼痛、或化疗引起的疼痛。
58.一种用于治疗或预防性治疗患有精神病性障碍的主体的方法，所述方法包括将根据权利要求27或28所述的化合物以足以治疗所述障碍的量给予所述主体。
59.根据权利要求58所述的方法，其中，所述精神病性障碍是精神分裂症。
60.一种用于治疗主体的药物成瘾性或药物滥用的方法，所述方法包括将根据权利要求27或28所述的化合物以足以治疗所述成瘾性或滥用的量给予所述主体。
61.根据权利要求60所述的方法，其中，所述药物是精神兴奋剂。
62.根据权利要求61所述的方法，其中，所述精神兴奋剂选自由安非他明、甲基苯丙胺、3，4-亚甲二氧基甲基苯丙胺、尼古丁、可卡因、哌醋甲酯、以及槟榔碱组成的组。
63.一种用于治疗或预防性治疗主体的神经障碍的方法，所述方法包括将根据权利要求27或28中任一项所述的化合物以足以治疗所述障碍的量给予所述主体。
64.根据权利要求63所述的方法，其中，所述神经障碍是精神分裂症。
65.一种用于治疗或预防性治疗患有神经变性疾病的主体的方法，所述方法包括将根据权利要求29-31中任一项所述的化合物以足以治疗所述疾病的量的给予所述主体。
66.根据权利要求65所述的方法，其中，所述神经变性疾病选自由以下组成的组中：多聚谷氨酰胺扩张症、脆性X综合征、脆性XE精神发育迟缓、弗里德赖希共济失调、肌强直性营养不良、脊髓小脑性共济失调8型、脊髓小脑性共济失调12型、亚历山大病、阿尔珀斯病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化(ALS)、毛细血管扩张性共济失调、巴藤病(施-福-舍-巴藤病)、卡纳万病、科凯恩综合征、皮质基底节变性、克罗伊茨费尔特-雅各布病、缺血性脑卒中、克拉伯病、路易体痴呆、多发性硬化、多系统萎缩、帕金森病、佩利措伊斯-梅茨巴赫病、皮克病、原发性侧索硬化、雷夫叙姆病、桑德霍夫病、希尔德病、脊髓损伤、脊髓性肌萎缩、斯-里-奥病、以及脊髓痨。
67.根据权利要求66所述的方法，其中，所述多聚谷氨酰胺重复疾病是亨廷顿病(HD)、齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩、肯尼迪病(还被称为脊延髓肌萎缩症)、或选自由1型、2型、3型(马-约病)、6型、7型、和17型组成的组中的脊髓小脑性共济失调。
68.一种用于治疗或预防性治疗患有神经元损伤的主体的方法，所述方法包括将根据权利要求29-31中任一项所述的化合物以足以治疗所述损伤的量给予所述主体。
69.根据权利要求68所述的方法，其中，所述神经元损伤由缺血性脑卒中、出血性卒中、或脊髓损伤所引起。
70.一种用于治疗或预防性治疗患有抑郁症的主体的方法，所述方法包括将根据权利要求29-31中任一项所述的化合物以足以治疗抑郁症的量给予所述主体。
71.一种用于治疗或预防性治疗患有精神分裂症的主体的方法，所述方法包括将根据权利要求29-31中任一项所述的化合物以足以治疗精神分裂症的量给予所述主体。
72.一种用于治疗或预防性治疗患有与淀粉样蛋白β有关的疾病的主体的方法，所述方法包括将根据权利要求32-34中任一项所述的化合物以足以治疗所述疾病的量给予所述主体。
73.根据权利要求72所述的方法，其中，所述疾病是阿尔茨海默病或脑淀粉样血管病。
74.根据权利要求35-73中任一项所述的方法，其中，所述主体是人。
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