CN103080125A - 用于治疗性结合物的短且含d氨基酸的多肽及其使用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有一个或多个D氨基酸(作为靶向部分)的短多肽(例如,在长度上,少于19个氨基酸)和较长多肽(例如,在长度上,具有19个或更多氨基酸)。当结合至试剂(例如,治疗剂或运输载体)时,这些多肽可将试剂运过BBB或运至特定细胞类型。具体地,短多肽可包括一个或多个D氨基酸。因此,这些化合物可特别用于治疗神经系统疾病或与特定细胞类型、器官或组织相关的疾病。
Description
技术领域
本发明涉及(部分地)可用作靶向部分的短多肽。本发明还涉及包含连至治疗剂或运输载体的靶向部分的结合物及其使用。
背景技术
大脑可通过两种屏障系统屏蔽潜在的有毒物质:血-脑屏障(BBB)和血-脑脊液屏障(BCSFB)。由于BBB表面积比BCSFB表面积大了约5000倍,所以BBB被视为是吸收血清配体的主要途径。大脑内皮(构成BBB)是针对许多中枢神经系统(CNS)疾病使用潜在药物的主要障碍。一般规则而言,仅小的亲脂性分子可通过BBB,即从循环系统的血液到大脑。虽然具有较大尺寸或较高疏水性的许多药物针对治疗CNS疾病在动物研究中显示出可喜成果,但是其通常不能穿过(跨越)BBB。因此,由于大脑毛细血管内皮壁对这些药物的可忽略不计的渗透性,肽和蛋白质的治疗通常在血至大脑的运输之外。
由于其他的有效治疗剂不能穿过BBB,通常会削弱大脑疾病的治疗。因此,需要将试剂运输至大脑的新策略。
发明内容
现在我们已开发出具有增强疗效的能够穿过血-脑屏障(BBB)或能够进入特定细胞类型(例如,肝脏、眼睛、肺、肾、脾、肌肉或卵巢)的短多肽(即,在长度上,少于19个氨基酸)。我们还开发出具有一个或多个D氨基酸(例如,3D-An2或其片段)的短的(即,在长度上,6至18个氨基酸)和较长的(例如,在长度上,19或更多个氨基酸)多肽。这些多肽可用作靶向部分。当这些靶向部分与一个或多个试剂或运输载体相连(例如,结合到其上)时,穿过BBB或进入特定细胞类型的运输效率也同样地增强。因此,本发明的特征在于可选择地与一个或多个试剂(例如,一个或多个治疗剂)或运输载体(例如,纳米颗粒或脂质体)结合的靶向部分,以及这些化合物在治疗和诊断疾病中的使用。
在第一个方面,本发明的特征在于纯化的多肽,或其药学上可接受的盐,包括氨基酸序列Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia),其中X3为Asn或Gln;X4为Asn或Gln,且X5为Phe、Tyr或Trp;其中在长度上,所述多肽为少于200个氨基酸(例如,少于150、100、75、50、45、40、35、30、25、20、19、18、17、16、15、14、12、10、11、8或7个氨基酸,或这些数值之间的任何范围);其中所述多肽可选择地包括式Ia所述氨基酸的一个或多个D异构体(例如,Lys、Arg、X3、X4、X5或Lys的D异构体);且其中所述多肽不为表2所示的多肽。
在第二个方面,本发明的特征在于纯化的多肽,或其药学上可接受的盐,包括氨基酸序列Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia),其中X3为Asn或Gln;X4为Asn或Gln,且X5为Phe、Tyr或Trp;其中在长度上,所述多肽少于19个氨基酸(例如,少于18、17、16、15、14、12、10、11、8或7个氨基酸,或这些数值之间的任何范围);并且其中所述多肽可选择地包括式Ia所述氨基酸的一个或多个D异构体(例如,Lys、Arg、X3、X4、X5或Lys的D异构体)。
在上述的任一多肽中,可以由氨基酸序列Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys进行1、2、3、4或5个氨基酸(例如,1至3个氨基酸)的添加或缺失。
在第一和第二方面的一些实施方式中,所述的氨基酸序列为Zl-Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys-Z2(式Ib),其中X3为Asn或Gln;X4为Asn或Gln;X5为Phe、Tyr或Trp;Zl不存在,或为Cys、Gly、Cys-Gly、Arg-Gly、Cys-Arg-Gly、Ser-Arg-Gly、Cys-Ser-Arg-Gly、Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Ser-Arg-Gly、Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,或Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly;且Z2不存在,或为Cys、Tyr、Tyr-Cys、Cys-Tyr、Thr-Glu-Glu-Tyr,或Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys;且其中所述多肽可选择地包含式Ib、Z1或Z2所述氨基酸的一个或多个D异构体。
在第一和第二方面的其他实施方式中,所述多肽具有一个或多个额外的Cys残基(在多肽的N末端、多肽的C末端,或两者上)。在其他实施方式中,所述多肽具有一个或多个额外的Tyr残基(在多肽的N末端、多肽的C末端,或两者上)。在又另外的实施方式中,所述多肽具有氨基酸序列Tyr-Cys和/或Cys-Tyr(在多肽的N末端、多肽的C末端或两者上)。
在第一和第二方面的某些实施方式中,所述氨基酸序列为Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys。在其他实施方式中,所述氨基酸序列为Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Tyr。在又其他实施方式中,所述氨基酸序列为Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Tyr-Cys。
在第一和第二方面的特定实施方式中,所述氨基酸序列为X1-X2-Asn-Asn-X5-X6(式IIa),其中X1为Lys或D-Lys;X2为Arg或D-Arg;X5为Phe或D-Phe;且X6为Lys或D-Lys;且其中X1、X2、X5或X6中至少一个(例如,至少两个、三个或四个)为D-氨基酸。
在第一和第二方面的其他实施方式中,所述的氨基酸序列为X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7(式IIb),其中X1为Lys或D-Lys;X2为Arg或D-Arg;X5为Phe或D-Phe;X6为Lys或D-Lys;且X7为Tyr或D-Tyr;且其中X1、X2、X5、X6或X7中至少一个(例如,至少两个、三个、四个或五个)为D-氨基酸。
在第一和第二方面的一些实施方式中,所述氨基酸序列为Z1-Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys-Z2(式IIc),其中X3为Asn或Gln;X4为Asn或Gln;X5为Phe、Tyr或Tip;Z1不存在,或为Cys、Gly、Cys-Gly、Arg-Gly、Cys-Arg-Gly、Ser-Arg-Gly、Cys-Ser-Arg-Gly、Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Ser-Arg-Gly、Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、或Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly;且Z2不存在,或为Cys、Tyr、Tyr-Cys、Cys-Tyr、Thr-Glu-Glu-Tyr、或Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys;其中X1、X2、X5、X6或X7中的至少一个为D-氨基酸;且其中所述的多肽可选择地包含Z1或Z2所述氨基酸的一个或多个D异构体。
在上述任一方面的另外的实施方式中,在长度上,所述多肽为少于15个氨基酸(例如,在长度上,少于10个氨基酸)。
在上述任一方面的其他实施方式中,所述多肽为Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr(3D-An2);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(Pla);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1b);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P1c);D-Phe-D-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-D-Glu-D-Tyr-Cys(P1d);Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P2);Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P3);Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P4);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5b);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P5c);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Tyr-Cys(P6b);以及D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-D-Tyr-Cys(P6c);或其片段。
在上述任一方面的又其他实施方式中,相对于选自下面的一个或多个序列,所述多肽包含具有0至5(例如,0至4,0至3,0至2,0至1,1至5,1至4,1至3,1至2,2至5,2至4,2至3,3至5,3至4,或4至5)个取代、缺失或添加的氨基酸的序列:Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr(3D-An2);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1a);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1b);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P1c);D-Phe-D-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-D-Glu-D-Tyr-Cys(Pld);Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P2);Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P3);Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P4);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5b);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P5c);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Tyr-Cys(P6b);以及D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-D-Tyr-Cys(P6c);或其片段。
在上述任一方面的一些实施方式中,所述多肽为Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;或Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys,或其片段。
在又其他实施方式中,所述多肽为Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr(3D-An2);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1a);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1b);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P1c);D-Phe-D-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-D-Glu-D-Tyr-Cys(P1d)或其片段(例如,由P1、P1a、P1b,P1c或P1d的N末端缺失1至7个氨基酸;由P1、P1a、P1b,P1c或P1d的C末端缺失1至5个氨基酸;或由P1、P1a、P1b,P1c或P1d的N末端缺失1至7个氨基酸且由P1、P1a、P1b,P1c或P1d的C末端缺失1至5个氨基酸)。
在上述的任一方面中,所述多肽可具有酰胺化的C末端。在其他实施方式中,所述多肽可有效地穿过血-脑屏障(例如,所述多肽可比Angiopep-2更有效地穿过血-脑屏障)。
在第三个方面,本发明的特征在于包含靶向部分的治疗性多肽,所述靶向部分由上述任一方面的多肽和治疗性的肽剂组成,其中所述靶向部分与治疗性肽剂相连。在某些实施方式中,通过共价键(例如,肽键)将所述靶向部分与治疗剂相连。在其他实施方式中,所述治疗性多肽为融合蛋白。在具体实施方式中,所述治疗性多肽包括一个或多个治疗性肽剂。
靶向部分可为异源性的(相对于治疗性肽剂)。
在第三方面的具体实施方式中,治疗性肽剂为神经降压素或神经降压素类似物(例如,神经降压素(6-13)、神经降压素(8-13)、Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13),p-Glu(1)-神经降压素,p-Glu(1)-神经降压素-OH,D-Lys(6)-神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Lys(6)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(6-13),D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Pro(10)神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Phe(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(8-13),D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Pro(10)神经降压素(8-13),D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),D-Trp(11)-神经降压素(8-13),D-Phe(11)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),和D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(8-13),或其乙酰化形式,或本文所述的任何一种,例如乙酰基-Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13)),神经降压素受体激动剂,神经营养性因子或神经营养性因子类似物(例如,神经胶质源性神经营养因子(GDNF)或GDNF类似物,或脑源性神经营养因子(BDNF)或BDNF类似物),GLP-1激动剂,或瘦素或瘦素类似物。
在第三方面的其他实施方式中,治疗性肽剂是特异性地结合生物分子的多肽,例如免疫球蛋白或其保留特异性结合生物分子能力的片段。例如,免疫球蛋白可为四聚体抗体或单链抗体。
在第四个方面,本发明的特征在于具有式A-X-B的结合物,其中A为上述任一多肽的靶向部分;X为接头;且B为治疗剂或运输载体。在具体实施方式中,结合物具有式A-(X-B)n或A-X-(B)n,其中n为一个或多个的整数(例如,1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10)。在某些实施方式中,n为两个或两个以上的整数(例如,3、4、5、6、7、8、9、或10)。在一些实施方式中,n为1至10的整数(例如,1至9,1至8,1至7,1至6,1至5,1至4,1至3,2至9,2至8,2至7,2至6,2至5,2至4,3至9,3至8,3至7,3至6,3至5,或3至4)。
在第四方面的一些实施方式中,X为肽键。在其他实施方式中,X为至少一个氨基酸;且A和B各自通过肽键与X共价结合。在某些实施方式中,X为酯接头。在一些实施方式中,X具有式-NH-(CH2)n-C(O)O-,其中n为2至10间的整数(例如,n为2至5、2至6、2至7、2至8、2至9、2至10、3至5、3至6、3至7、3至8、3至9、3至10、4至5、4至6、4至7、4至8、4至9、4至10、5至6、5至7、5至8、5至9、以及5至10之间的整数,例如当n为5,对应于氨基己酸(Ahx))。在某些实施方式中,X具有通式:
其中,n为2至15间的整数(例如,n为3、6或11);并且Y为A上的巯基且Z为B上的伯胺,或者Y为B上的巯基且Z为A上的伯胺。
在第四方面的某些实施方式中,B为治疗剂,例如抗癌剂(如,紫杉醇()或紫杉醇衍生物,例如多西紫杉醇();依托泊苷;多柔比星;或其类似物),治疗性核酸剂(例如,RNAi剂,如siRNA、dsRNA、miRNA、shRNA或ptgsRNA),小分子药物(例如,抗生素、抗增殖剂,或生长因子抑制剂),标记物(例如,同位素、放射成像标记物、荧光标记物,或报告分子),或治疗性肽剂。在具体实施方式中,结合物具有一个或多个B或治疗剂。在某些实施方式中,治疗剂为治疗性肽剂,且结合物为融合蛋白。在又另外的实施方式中,治疗性肽剂选自神经降压素或神经降压素类似物(例如,神经降压素(6-13),神经降压素(8-13),Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13),p-Glu(1)-神经降压素,p-Glu(1)-神经降压素-OH,D-Lys(6)-神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Lys(6)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(6-13),D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Pro(10)神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Phe(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(8-13),D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Pro(10)神经降压素(8-13),D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),D-Trp(11)-神经降压素(8-13),D-Phe(11)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),和D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(8-13),或其乙酰化形式,或本文所述的任何一种,例如乙酰基-Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13)),神经营养因子或神经营养因子类似物(例如,神经胶质细胞系源性神经营养因子(GDNF)或GDNF类似物,以及脑源性神经营养因子(BDNF)或BDNF类似物),GLP-1激动剂,以及瘦素或瘦素类似物。
在第四方面的某些实施方式中,B为运输载体,例如脂质载体(如,脂质体、胶团、或polyplex),多聚物,树枝状聚合物,或纳米颗粒(例如,聚合的纳米颗粒,固体脂质纳米颗粒,或纳米大小的胶团)。在其他实施方式中,运输载体结合至或包含治疗剂(例如,抗癌剂、治疗性核酸剂、小分子药物、标记物、以及治疗性肽剂)。
在第四方面的其他实施方式中,治疗性肽剂是特异性地结合生物分子的多肽,例如免疫球蛋白或其保留特异性结合生物分子能力的片段。例如,免疫球蛋白可为四聚体抗体或单链抗体。
在第五个方面,本发明的特征在于包含上述任一治疗性多肽或任一结合物的组合物。在一些实施方式中,该组合物进一步包括药学上可接受的载体。
在第六个方面,本发明的特征在于治疗(例如,预防性地)需要接受治疗的受试者(例如,人)的方法,包括患有癌症的受试者。该方法包括将有效量的本发明的治疗性多肽或结合物(例如,多肽或结合物包括,如治疗性肽剂,免疫球蛋白或其特异性结合生物分子的片段)给予受试者的步骤。癌症包括脑癌(例如,神经胶质瘤、混合胶质细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤、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肿瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤、寡星形细胞瘤、髓母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、神经母细胞瘤、生殖细胞瘤、和畸胎瘤)。受试者可被诊断患有癌症或被确定为患癌症的高风险者。
在具体实施方式中,本发明的特征在于本文所描述的任何治疗性多肽或结合物用于治疗或预防性治疗受试者体内的癌症。在其他实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任一治疗性多肽或结合物在制造用于治疗(例如,预防性地)受试者体内癌症的药物中的应用。癌症包括脑癌(例如,神经胶质瘤、混合胶质细胞瘤、多形性胶质母细胞瘤、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肿瘤、少突胶质细胞瘤、室管膜瘤、寡星形细胞瘤、髓母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、神经母细胞瘤、生殖细胞瘤,和畸胎瘤)。
在第七个方面,本发明的特征在于通过给予足够降低体温的量的本发明的治疗性多肽或结合物来降低受试者体温的方法。受试者可患有或曾患有中风、心脏病发作、脑缺血、心肌缺血、神经损伤或需要神经保护,或恶性低体温。
在具体实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任何治疗性多肽或结合物用于降低受试者体温。在其他实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任一治疗性多肽或结合物在制造用于降低受试者体温的药物中的应用。受试者可正患有或曾患有中风、心脏病发作、脑缺血、心肌缺血、神经损伤或需要神经保护,或恶性低体温。
在第八个方面,本发明的特征在于通过将有效量的本发明的治疗性多肽或结合物给予受试者来治疗(例如,预防性地)受试者体内高血压的方法。
在具体实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任何治疗性多肽或结合物用于治疗或预防性治疗受试者体内的高血压。在其他实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任一治疗性多肽或结合物在制造用于治疗(例如,预防性地)受试者体内高血压的药物中的应用。
在第九个方面,本发明的特征在于通过给予足够治疗疼痛的量的本发明的治疗性多肽或结合物来治疗(例如,预防性地)受试者的疼痛或降低对疼痛敏感性的方法。所述疼痛可为急性疼痛,外周或中枢神经疼痛,炎症性疼痛,偏头痛相关的疼痛,头痛相关的疼痛,肠易激综合征相关的疼痛,纤维肌痛相关的疼痛,关节炎疼痛,骨骼疼痛,关节痛,肠胃疼痛,肌肉疼痛,心绞痛,面部疼痛,骨盆痛,跛行,术后疼痛,创伤后疼痛,紧张型头痛,分娩疼痛,妇科疼痛,或化疗引起的疼痛。
在具体实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任一治疗性多肽或结合物用于治疗或预防性治疗受试者的疼痛或用于降低对疼痛的敏感性。在其他实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任一治疗性多肽或结合物在制造用于治疗(例如,预防地地)受试者的疼痛或降低对疼痛敏感性的药物中的应用。所述疼痛可为急性疼痛,外周或中枢神经疼痛,炎症性疼痛,偏头痛相关的疼痛,头痛相关的疼痛,肠易激综合征相关的疼痛,纤维肌痛相关的疼痛,关节炎疼痛,骨骼疼痛,关节痛,肠胃疼痛,肌肉疼痛,心绞痛,面部疼痛,骨盆痛,跛行,术后疼痛,创伤后疼痛,紧张型头痛,分娩疼痛,妇科疼痛,或化疗引起的疼痛。
在另外的方面,本发明的特征在于通过给予足够治疗疾病的量的本发明的治疗性多肽或结合物来治疗(例如,预防地地)患有疾病的受试者。这些疾病包括受试者的精神疾病(例如,精神分裂症或本文所述的任何其他的精神障碍),药物成瘾或药物滥用(例如,苯丙胺,甲基苯丙胺,3,4-亚甲基二氧基-甲基苯丙胺,尼古丁,可卡因,哌醋甲酯,或槟榔碱的成瘾或滥用),代谢障碍(例如,糖尿病(例如,I型或II型),肥胖症,肥胖引起的糖尿病,高血糖,血脂异常,高甘油三酯血症,X综合征,胰岛素抗性,葡萄糖耐量降低(IGT),糖尿病血脂异常,高脂血症,心血管疾病,或高血压),或神经性疾病(例如,神经退行性疾病;中枢神经系统(CNS),外周神经系统,或自主神经系统的病症;或本文所述的任何神经障碍)。
在具体实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任何治疗性多肽或结合物用于治疗或预防性治疗受试者的疾病。在其他实施方式中,本发明的特征在于本文所述的任一治疗性多肽或结合物在制造用于治疗(例如,预防地)受试者体内疾病的药物中的应用。这些疾病包括受试者的精神疾病(例如,精神分裂症或本文所述的任何其他的精神障碍),药物成瘾或药物滥用(例如,苯丙胺,甲基苯丙胺,3,4-亚甲基二氧基-甲基苯丙胺,尼古丁,可卡因,哌醋甲酯,或槟榔碱的成瘾或滥用),代谢障碍(例如,糖尿病(例如,I型或II型),肥胖症,肥胖引起的糖尿病,高血糖,血脂异常,高甘油三酯血症,X综合征,胰岛素抗性,葡萄糖耐量降低(IGT),糖尿病血脂异常,高脂血症,心血管疾病,或高血压),或神经性疾病(例如,神经退行性疾病;中枢神经系统(CNS),外周神经系统,或自主神经系统的病症;或本文所述的任何神经障碍)。
在上述的任一方法或应用中,所述的受试者可为人。
在本发明的治疗方法或应用中,与未结合的治疗剂或运输载体(例如,结合至治疗剂或包含治疗剂)的推荐剂量相比,所述的结合物或治疗性多肽能够以更低的等效剂量给予(例如,少于95%、75%、60%、50%、40%、30%、25%、10%、5%、或1%)。在其他实施方式中,与未结合的试剂的推荐剂量相比,结合物或治疗性多肽以更高的等效剂量给予(1.5倍、2倍、2.5倍、3.0倍、5倍、8倍、l0倍、15倍、20倍、25倍)。
本发明的靶向部分、结合物或治疗性多肽可被有效地运输至特定细胞类型、器官、或组织(例如,肝、眼、肺、肾、脾、肌肉、或卵巢细胞类型、器官或组织中的任何一种、两种、三种、四种、或五种)或可穿过哺乳动物的BBB。根据本发明,靶向部分可促进治疗剂在组织中积累,例如受试者的肝脏(肝组织)、眼睛(眼组织)、肺(肺组织)、肾脏(肾组织)、脾(脾组织)、肌肉(肌肉组织)、以及卵巢(卵巢组织)。因此,靶向部分、结合物、或治疗性多肽可用于治疗与这些组织相关的疾病(例如,癌症,如本文所描述的任一癌症;感染,如细菌感染或病毒感染;或炎症性病症)。靶向部分可为少于50个氨基酸的任何长度,例如少于45、40、35、30、25、20、19、18、17、16、15、14、12、10、11、8或7个氨基酸,或这些数值间的任何范围。在具体实施方式中,靶向部分可为少于19个氨基酸的任何长度,例如少于18、17、16、15、14、12、10、11、8或7个氨基酸,或这些数值间的任何范围。在某些实施方式中,在长度上,靶向部分为6至19个氨基酸。靶向部分可通过重组基因技术或化学合成来生产。靶向部分、结合物、或治疗性多肽还可包括与本文所述的任一肽或多肽基本相似的肽(例如,至少35%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、85%、90%、95%、或99%一致性)。
在上述的任一方面,所述的治疗性多肽、结合物、或靶向部分包括比Angiopep-2(An2)(针对Angiopep-2(SEQ ID NO:97)的位置1、2、3、4、8、10、11、13、14、15、16、17、18、和19的一个或多个,具有一个或多个D-氨基酸取代)更短的多肽。在另外的实施方式中,治疗性多肽、结合物、或靶向部分可具有少于50个氨基酸的任何长度,例如少于45、40、35、30、25、20、19、18、17、16、15、14、12、10、11、8、或7个氨基酸(例如,少于19个氨基酸的任何长度,如少于18、17、16、15、14、12、10、11、8或7个氨基酸,或这些数值间的任何范围)。在某些实施方式中,在长度上,治疗性多肽、结合物、或靶向部分为6至19个氨基酸。
在上述的任一方面,治疗性多肽、结合物、或靶向部分可有效地穿过血-脑屏障(例如,治疗性多肽、结合物、或靶向部分比Angiopep-2或与治疗性肽剂、任何其他的治疗剂、或运输载体结合的Angiopep-2更有效地穿过血-脑屏障)。
在上述任一方面的某些实施方式中,对本文所述的靶向部分、结合物、或治疗性多肽进行修饰(例如,如本文所述的)。对靶向部分、结合物、或治疗性多肽可以进行酰胺化,乙酰化,或两者。这些修饰可在靶向部分的氨基或羧酸末端。靶向部分、结合物、或治疗性多肽还可包括本文所述任一肽的类肽(peptidomimetics)(例如,本文所述那些)。靶向部分、结合物、或治疗性多肽还可包括一个或多个(例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15)氨基酸取代、缺失或添加(相对于本文所述序列之一)。特别地,可由以下氨基酸序列进行1、2、3、4、或5个氨基酸(例如,1至3个氨基酸)的取代、缺失、或添加:Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia),Z1-Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys-Z2(式Ib),X1-X2-Asn-Asn-X5-X6(式IIa),X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7(式IIb),或Z1-X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7-Z2(式IIc),其中每个式中的X1-X7、Zl和Z2如本文所述。其他的修饰包括翻译后加工或通过化学修饰,包括泛素化,聚乙二醇化,乙酰化,酰化,环化,酰胺化,氧化,硫酸化,形成半胱氨酸,或共价连接一个或多个治疗剂。特别地,环化可以是优选的修饰。
在上述任一方面的某些实施方式中,本文所述的靶向部分、结合物、或治疗性多肽为多聚体(例如,二聚体,三聚体,或更高级的多聚体,或如本文所述)。靶向部分可为多聚体靶向部分(例如,如本文所述)。结合物可包括多聚体靶向部分且包括一种或多种治疗剂或一种或多种运输载体(例如,如本文所述)。在一些实施方式中,多聚体靶向部分和结合物包括针对多肽在本文所述的任一修饰或另外的结合(例如,翻译后加工或通过化学修饰,包括泛素化,聚乙二醇化,乙酰化,酰化,环化,酰胺化,氧化,硫酸化,形成半胱氨酸,或共价连接一个或多个治疗剂)。
在上述任一方面的某些实施方式中,接头可为单价或多价(例如,同型多功能,异型多功能,双功能,或三功能的试剂)。在其他实施方式中,接头可包括柔性臂(例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15个碳原子;或聚乙二醇间隔物,如(PEG)n,其中n为1至20)。
定义
所谓的“结合物”是指具有靶向部分和与靶向部分相连的治疗剂或运输载体(例如,本文所述的任何一种)的化合物。
所谓的“穿过血-脑屏障”的靶向部分是指与对照物相比,或在结合物的情况下,与未结合的试剂相比,能够更大程度地穿过BBB(例如,25%、50%、100%、200%、500%、1,000%、5,000%或10,000%)的靶向部分。可利用本领域熟知的任何方法(例如,BBB的体外模型或美国专利号7,557,182所述的原位脑灌注),来确定穿过BBB的能力。
所谓的“被有效地运输至特定细胞类型”的靶向部分、结合物、或治疗性多肽是指可在该细胞类型中积累(例如,由于增加输入细胞,减少流出细胞,或者其组合)的靶向部分、结合物、或治疗性多肽,达到与对照物相比较,或者在结合物的情况下,与未结合的试剂相比较,增加至少10%(例如,25%、50%、100%、200%、500%、1,000%、5,000%或10,000%)的程度。这些活性在国际申请公开号WO2007/009229中进行详细描述,其内容在此引用作为参考。
所谓的“等效剂量”是指与未结合的分子相比,达到本发明的结合物中试剂的相同摩尔量所需的本发明的结合物的量。
所谓的“片段”是指全长氨基酸或核酸序列(例如,本文所述的任一序列)的一部分。片段可包括全长序列的至少4、5、6、8、10、11、12、14、15、16、17、18、20、25、30、35、40、45、或50个氨基酸或核酸。片段可保留全长蛋白的至少一种生物活性。
所谓的“连接至”治疗剂或运输载体的靶向部分是指靶向部分与治疗剂或运输载体之间的共价或非共价相互作用。非共价相互作用包括,但不局限于,氢键,带电荷基团间的离子相互作用,静电结合,范德华相互作用,非极性基团间的疏水作用,疏脂性相互作用,以及LogP类吸引。
所谓“多聚体靶向部分”是指包含一个以上靶向部分的多肽,其中所述靶向部分可以是相同的或不同的。
所谓的“RNAi剂”是指通过RNA干扰途径的方式,发挥基因沉默效应的任何试剂或化合物。RNAi试剂包括能够介导序列特异性RNAi的任何核酸分子,例如,短干扰RNA(siRNA),双链RNA(dsRNA),小RNA(miRNA),短发夹RNA(shRNA),短干扰寡核苷酸,短干扰核酸,短干扰修饰的寡核苷酸,化学修饰的siRNA,以及转录后基因沉默RNA(ptgsRNA)。
所谓的“基本相同”是指与参照的氨基酸或核酸序列相比,具有至少或大约35%、40%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、85%、90%、95%、或甚至99%一致性的多肽或核酸。对于多肽而言,比较序列的长度一般为至少4个(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。在此应该理解的是,在与初始多肽的氨基酸相同或相似的序列的氨基酸之间可发现缺口。这些缺口可包括无氨基酸,与初始多肽不相同或相似的一个或多个氨基酸。例如,使用Wisconsin遗传学软件包7.0版(Wisconsin Genetics Software PackageRelease7.0)中的算法GAP、BESTFIT、或FASTA,利用默认的缺口权重,来确定百分比一致性。
所谓的“受试者”是指人类或非人类动物(例如,哺乳动物)。
所谓的“靶向部分”是指能够穿过BBB或进入特定细胞类型的多肽、多肽衍生物、或类肽物。
所谓的“治疗剂”是指能够用于治疗或预防性治疗疾病或病症或用于诊断疾病或病症的试剂。
所谓的“治疗性核酸剂”是指RNA类或DNA类的治疗剂。
所谓的“治疗性肽剂”是指蛋白类或肽类的治疗剂。
所谓的“治疗性多肽”是指具有靶向部分和连接到该靶向部分上的治疗性肽剂的结合物。
所谓的“运输载体”是指能够结合或包含治疗剂的任何化合物或组合物(例如,脂质,碳水化合物,聚合物,或表面活性剂)。该运输载体能够运输试剂,例如小分子药物或治疗性肽剂。示例性的运输载体包括脂质胶团,脂质体,脂复合物,树枝状聚合物,以及纳米颗粒。
所谓的“治疗”受试者的疾病、失调、或病症是指通过将结合物或治疗性多肽给予受试者,来减少疾病、失调、或病症的至少一种迹象或症状。
所谓的“预防性治疗”受试者的疾病、失调、或病症是指在出现一种或多种疾病症状之前,通过将结合物或治疗性多肽给予受试者,来降低(例如,防止)疾病、失调、或病症的发生频率或严重程度。
除非另有说明,否则所述的氨基酸残基是指天然存在的L-氨基酸。
从以下的详细描述和以上的权利要求中,可以清楚本发明的其他特征和优点。
附图说明
图1是曲线图,显示针对Angiopep-2(An2),Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1)和Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5)在小鼠体内的原位脑灌注。
图2是曲线图,显示在对照小鼠(载体)、接受ANG2002(NT-An2,20毫克/千克,静脉注射)的小鼠、接受P5-NT(16毫克/千克,静脉注射)的小鼠、以及接受P6-NT(14毫克/千克,静脉注射)的小鼠中,在舔爪反应的小鼠的热板实验中的延迟时间。
图3是曲线图,显示当给予对照(载体)、ANG2002(NT-An2,20毫克/千克,静脉注射)、P5-NT(16毫克/千克,静脉注射)、和P6-NT(14毫克/千克,静脉注射)时小鼠体温的影响。
图4显示Angiopep-2和ANGP6a(P6a)的胃蛋白酶和胰蛋白酶的切割位点。
图5是曲线图,显示使用人结肠腺癌(HT29)细胞,[3H]-神经降压素的竞争性结合测定。
图6是曲线图,显示针对ANG2002、P6-NT、和P6a-NT在小鼠体内的原位脑灌注。
图7是曲线图,显示当给予对照(PBS)、AN2-NT(神经降压素结合至An2,20毫克/千克,4.683微摩尔/千克,静脉注射),P5-NT(4.683微摩尔/千克,静脉注射),以及P5a-NT(4.683微摩尔/千克,静脉注射)时,小鼠体温的影响。
图8是曲线图,显示当给予对照(PBS),AN2-NT(神经降压素结合至An2,20毫克/千克,4.683微摩尔/千克,静脉注射),P6-NT(4.683微摩尔/千克,静脉注射),以及P6a-NT(4.683微摩尔/千克,静脉注射)时,小鼠体温的影响。
图9显示针对An2-NT,P6a-NT(6-13)(ANGP6a-NT(6-13)),P6b-NT(6-13,D-Arg8)(ANGP6b-NT(6-13,D-Arg8)),以及P6b-NT(6-13,D-Arg8,D-Tyr11)(ANGP6b-NT(6-13,D-Arg8,D-Tyr11))胃蛋白酶和胰蛋白酶的切割位点。
图10是曲线图,显示针对NT,P5a-NT1,P5b-NT1,P5c-NT1,和P6a-NT1在小鼠体内的原位脑灌注。
具体实施方式
目前,我们已开发出具有增强的疗效,可穿过血-脑屏障(BBB)或能进入特定细胞类型(例如,肝脏、眼睛、肺、脾、肾、肌肉、或卵巢)的短多肽(例如,在长度上,具有6至18个氨基酸)。我们还开发出具有一个或多个D-氨基酸(例如,3D-An2)的短的(例如,在长度上,具有6至18个氨基酸)和较长的(例如,在长度上,具有19或更多个氨基酸)多肽。这些多肽可将试剂运过BBB或将试剂运至特定细胞并用作靶向部分。在某些情况下,与长形式的相同多肽(在长度上,具有19个氨基酸或更长)相比较,靶向部分可更有效地穿过BBB或进入特定细胞类型,且在本文所述的某些情况下,更加有效的多。这种增加的运输效率可降低结合物的剂量(与未结合的试剂相比或与结合到较长形式的多肽上的试剂相比)。在其他情况下,通过将试剂更有效地引导至其一个或多个靶组织,本发明的化合物能够以较高剂量给药(与未结合的试剂或结合到较长形式的多肽上的试剂相比)(因为更大的靶向效率可降低副作用)。下面将详细描述包含这些靶向部分的化合物以及它们在治疗疾病中的应用。
靶向部分
本发明包含用作靶向部分的短多肽。本发明的多肽包括共有序列(例如,Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys)以及其保守性取代且在长度上,为少于19个氨基酸(即,18个氨基酸以及更短)。
本发明的结合物和治疗性多肽的特征在于本文所述的任一靶向部分,或其片段或类似物。在某些实施方式中,靶向部分可与本文所述的多肽具有至少35%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、99%、或甚至100%的一致性。靶向部分可具有一个或多个(例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15个)取代(相对于本文所述的序列中的一个)。靶向部分可具有一个或多个(例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15个)添加或缺失的氨基酸(相对于本文所述序列中的一个)。其他修改将在下面更详细描述。
本发明的靶向部分包括共有序列Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia),
其中
X3为Asn或Gln;
X4为Asn或Gln;且
X5为Phe,Tyr或Trp。
本发明的靶向部分还包括共有序列Z1-Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys-Z2(式Ib),
其中
X3为Asn或Gln;
X4为Asn或Gln;
X5为Phe,Tyr,或Trp;
Z1不存在,或为Cys,Gly,Cys-Gly,Arg-Gly,Cys-Arg-Gly,Ser-Arg-Gly,Cys-Ser-Arg-Gly,Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Gly-Ser-Arg-Gly,Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,或Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly;且
Z2不存在,或为Cys,Tyr,Tyr-Cys,Cys-Tyr,Thr-Glu-Glu-Tyr,或Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys。
式(Ia)和式(Ib)的共有序列包括氨基酸序列Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys和保守取代。氨基酸和肽的保守取代和衍生是本领域内所熟知的且可通过任何有用的方法(例如,通过取代矩阵或本文所述的任何其他方法)进行确定。靶向部分的衍生包括含有选自下组或这些组的子集的一个或多个保守取代的靶向部分:Ser,Thr和Cys;Leu,ILe和Val;Glu和Asp;Lys和Arg;Phe,Tyr和Trp(例如,Phe和Tyr);以及Gln,Asn,Glu,Asp和His(例如,Gln和Asn)。还可通过其他方法来确定保守取代,例如通过BLAST(基本局部比对查询工具(Basic LocalAlignment Search Tool))算法,BLOSUM取代矩阵(例如,BLOSUM62矩阵),以及PAM取代矩阵(例如,PAM250矩阵)。
这些共有序列还包括具有一个或多个D-氨基酸取代的那些序列,其中式(Ia)或式(Ib)的一个或多个氨基酸残基被相应的D-异构体取代。D-氨基酸取代可提供对于被消化酶切割(例如,胃蛋白酶/胰蛋白酶)具有增加的耐受性的肽。例如,具有被胃蛋白酶或胰蛋白酶可能切割位点的式(Ia)或式(Ib)中的一个或多个氨基酸可被该氨基酸的D-异构体取代。被胃蛋白酶和胰蛋白酶切割的式(Ia)或式(Ib)中的示例性的切割位点包括N末端或C末端位置1为Lys;位置2为Arg;位置5为X5(为Phe、Tyr或Trp);以及位置6为Lys的结合键。因此,本发明的多肽还包括在式(Ia)或式(Ib)的位置1、2、5和/或6处具有所述氨基酸的一个或多个D-异构体的那些多肽。
本发明的其他靶向部分包括共有序列X1-X2-Asn-Asn-X5-X6(式IIa),
其中
X1为Lys或D-Lys;
X2为Arg或D-Arg;
X5为Phe或D-Phe;且
X6为Lys或D-Lys;且
其中X1、X2、X5、或X6中的至少一个为D-氨基酸。
本发明的又其他靶向部分包括共有序列X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7(式IIb),
其中
X1为Lys或D-Lys;
X2为Arg或D-Arg;
X5为Phe或D-Phe;
X6为Lys或D-Lys;
X7为Tyr或D-Tyr;且
其中X1、X2、X5、X6、或X7中的至少一个为D-氨基酸。
本发明的靶向部分还包括共有序列Z1-X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7-Z2(式IIc),
其中
X1为Lys或D-Lys;
X2为Arg或D-Arg;
X5为Phe或D-Phe;
X6为Lys或D-Lys;
X7为Tyr或D-Tyr;
Z1不存在,或为Cys,Gly,Cys-Gly,Arg-Gly,Cys-Arg-Gly,Ser-Arg-Gly,Cys-Ser-Arg-Gly,Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Gly-Ser-Arg-Gly,Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly,或Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly;且
Z2不存在,或为Cys,Tyr,Tyr-Cys,Cys-Tyr,Thr-Glu-Glu-Tyr,或Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys;
其中X1、X2、X5、X6、或X7中的至少一个为D-氨基酸;且
其中多肽可选择地包括Z1或Z2中所述氨基酸的一个或多个D-异构体。
这些共有序列还包括保守取代。氨基酸和肽的保守取代和衍生是本领域内所熟知的且可通过任何有用的方法(例如,通过使用取代矩阵或本文所述的任何其他方法)进行确定。靶向部分的衍生包括含有选自下组或这些组的子集的一个或多个保守取代的靶向部分:Ser,Thr和Cys;Leu,ILe和Val;Glu和Asp;Lys和Arg;Phe,Tyr和Trp(例如,Phe和Tyr);以及Gln,Asn,Glu,Asp和His(例如,Gln和Asn)。还可通过其他方法来确定保守取代,例如通过BLAST(基本局部比对查询工具(Basic LocalAlignment Search Tool))算法,BLOSUM取代矩阵(例如,BLOSUM62矩阵),以及PAM取代矩阵(例如,PAM250矩阵)。
本发明的靶向部分包括添加和缺失氨基酸至共有序列Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia),其中X3至X5如上所定义;共有序列X1-X2-Asn-Asn-X5-X6和Xl-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7(分别为式IIa和IIb),其中X1、X2、X5、X6和X7如上所定义;或如本文所述的较长多肽3D-An2。所述的缺失或添加可包括共有序列Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys,X1-X2-Asn-Asn-X5-X6,X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7,Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys,D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys,或D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-D-Tyr,或较长序列3D-An2的任何部分。在一些实施方式中,可由靶向部分的共有序列进行1、2、3、4、或5个氨基酸的缺失或添加。在具体实施方式中,缺失或添加可以是1至3个氨基酸。
可以使任何有用的取代、添加、和缺失不显著破坏希望的生物活性(例如,穿过BBB的能力或激动剂活性)。该修饰可降低(例如,至少5%,10%,20%,25%,35%,50%,60%,70%,75%,80%,90%,或95%),可无作用,或可提高(例如,至少5%,10%,25%,50%,100%,200%,500%,或1000%)共有序列或初始多肽的生物活性。
特别地,D-氨基酸的取代或添加可在靶向部分内完成。这些取代或添加可提供对于被酶切割具有提高的耐受性的多肽,其中切割位点的一个或多个氨基酸可被其D-异构体取代。示例性的酶包括胃蛋白酶、胰蛋白酶、Arg-C蛋白酶、Asp-N肽链内切酶、胰凝乳蛋白酶、谷氨酰肽链内切酶、LysC赖氨酰肽链内切酶、LysN肽基-Lys金属肽链内切酶、蛋白酶K、以及嗜热菌蛋白酶;且这些酶的示例性切割位点在本文中进行说明。
此外,取代、添加和缺失可具有或可优化共有序列或多肽的特性,例如电荷(例如,正电荷或负电荷)、亲水性、疏水性、体内稳定性、生物利用度、毒性、免疫活性、免疫一致性、以及结合特性。例如,可通过缺失不带碱性/带正电荷(如下文所述,基于通常的侧链性质)或带较少正电荷(例如,如通过pKa确定)的一个或多个氨基酸(例如,1至3个氨基酸),来促进正电荷。在另一个示例中,可通过插入带碱性/正电荷或带较多正电荷(例如,如通过pKa确定)的一个或多个氨基酸(例如,1至3个氨基酸),来促进正电荷。
可利用任何有用方法优化体内稳定性。例如,在存在一种或多种消化酶的情况下,可通过将天然存在的L-氨基酸取代成其D-异构体,来提高稳定性。示例性的消化酶包括胃蛋白酶和胰蛋白酶。使用切割位点的亚位点命名,S1-S1'表示肽Sn---S4-S3-S2-S1-S1'-S2'-S3'-S4'---Sm的切割位点。当Phe、Tyr、Trp或Leu在位置S1或S1'时;或当Pro在位置S3或S4时,一般进行胃蛋白酶切割。当Arg或Lys在位置S1时;当Pro在位置S1',Lys在位置S1,且Trp在位置S2时;当Pro在位置S1',Arg在位置S1,且Met在位置S2时;或当Pro在位置S1'且Glu在位置S2时,一般进行胰蛋白酶切割。其他的示例性切割位点包括Arg-C蛋白酶(例如,Arg在位置S1),Asp-N肽链内切酶(例如,Asp或Glu在位置S1'),胰凝乳蛋白酶(例如,Trp、Tyr或Phe在位置S1(用于高特异性切割);Leu、Met或His在位置S1(用于低特异性切割)),谷氨酰肽链内切酶(例如,Glu在位置S1),LysC赖氨酰肽链内切酶(例如,Lys在位置S1),LysN肽基-Lys金属肽链内切酶(例如,Lys在位置S1'),蛋白酶K(例如,脂肪族或氨基酸残基,例如,Ala,Glu,Phe,ILe,Leu,Thr,Val,Trp或Tyr,在位置S1),以及嗜热菌蛋白酶(例如,大体积的或氨基酸的残基,例如ILe,Leu,Val,Ala,Met,或Phe,在位置S1')的切割位点。
还可利用预测模型来确定切割位点,例如,可用于ExPASy蛋白质组学服务器上的PeptideCutter。靶向部分的示例性切割位点示于图4,例如Angiopep-2(SEQ ID NO:97)中的C末端的位置1、2、3、4、14、18和19被胃蛋白酶切割并且Angiopep-2(SEQ ID NO:97)中的C末端的位置8、10、11和15被胰蛋白酶切割。Angiopep-2(SEQ ID NO:97)中的其他示例性切割位点包括C末端的位置8和10(用于被Arg-C蛋白酶切割);位置16和17(用于被Asp-N肽链内切酶切割);位置2、3、4、14和19(用于被胰凝乳蛋白酶裂解);位置17和18(用于被谷氨酰肽链内切酶切割);位置10和15(用于被LysC赖氨酰肽链内切酶切割);位置9和14(用于被LysN肽基-Lys金属肽链内切酶切割);位置1、2、3、4、14、16和19(用于被蛋白酶K切割);以及位置1、2和13(用于被嗜热菌蛋白酶切割)。因此,本发明的靶向部分还包括比Angiopep-2(An2)(针对Angiopep-2(SEQ ID NO:97)中的位置1、2、3、4、8、10、11、13、14、15、16、17、18、和19中的一个或多个具有一个或多个D-氨基酸取代)更短的多肽。
通过选择在维持(a)取代区域中多肽主链结构,例如,折叠或螺旋构象;(b)靶位点上分子的电荷或疏水性;或(c)侧链的本体方面其作用显著不同的取代、添加、和缺失,来完成功能和免疫一致性的实质性修饰。根据常见的侧链特性,将天然存在的残基分成以下几类:
(1)疏水性:正亮氨酸,甲硫氨酸(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),以及苯丙氨酸(Phe);
(2)中性亲水性:半胱氨酸(Cys),丝氨酸(Ser),和苏氨酸(Thr);
(3)酸性/带负电荷:天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu);
(4)碱性:天冬酰胺(Asn),谷氨酰胺(Gln),组氨酸(His),赖氨酸(Lys),和精氨酸(Arg);
(5)影响链取向的残基:甘氨酸(Gly)和脯氨酸(Pro);
(6)芳香族:色氨酸(Trp),酪氨酸(Tyr),苯丙氨酸(Phe),和组氨酸(His);
(7)极性:Ser,Thr,Asn,和Gln;
(8)碱性带正电荷:Arg,Lys,His;以及
(9)带电荷:Asp,Glu,Arg,Lys,His。
其他的氨基酸取代列于表1中。
表1:氨基酸取代
一般地,靶向部分包括氨基酸序列Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia)和Z1-Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys-Z2(式Ib)(如上所述且可选择地具有对应的D-异构体的一个或多个取代),且在长度上,少于50个氨基酸。此外,靶向部分不为表2中的肽。
表2
多肽号5,67,76,和91,分别包括序列SEQ ID NO:5,67,76,和91,且在C末端进行酰胺化。
多肽号107,109,和110分别包括序列SEQ ID NO:97,109,和110,且在N末端进行乙酰化。
本发明的靶向部分还包括比具有以下氨基酸序列的Angiopep-2(An2)或3D-An2更短的多肽:
97TFFYGGSRGKRNNFKTEEY(An2)
TFFYGGSD-RGD-KD-RNNFKTEEY(3D-An2)
在其他实施方式中,靶向部分比具有以下氨基酸序列的An2-Cys更短:
114 TFFYGGSRGKRNNFKTEEYC
示例性的靶向部分包括:
FYGGSRGKRNNFKTEEYC(P1)
FYGGSRGD-KD-RNND-FKTEEYC(P1a)
FYGGSRGD-KD-RNND-FD-KTEEYC(P1b)
FYGGSRGD-KD-RNND-FD-KTEED-YC(Plc)
D-FD-YGGSD-RGD-KD-RNND-FD-KTED-ED-YC(P1d)
GGSRGKRNNFKTEEYC(P2)
SRGKRNNFKTEEYC(P3)
GKRNNFKTEEYC(P4)
KRNNFKTEEYC(P5)
D-KD-RNND-FKTEEYC(P5a)
D-KD-RNND-FD-KTEEYC(P5b)
D-KD-RNND-FD-KTEED-YC(P5c)
KRNNFKYC(P6)
D-KD-RNND-FKYC(P6a)
D-KD-RNND-FD-KYC(P6b)
D-KD-RNND-FD-KD-YC(P6c)
本发明的靶向部分包括添加和缺失序列P1,P1a,P1b,P1c,Pld,P2,P3,P4,P5,P5a,P5b,P5c,P6,P6a,P6b,和P6c的氨基酸。所述的缺失或添加可包括这些序列的任何部分。在一些实施方式中,可由靶向部分的这些序列进行1、2、3、4、或5个氨基酸的缺失或添加。在具体实施方式中,缺失或添加可以为1至3个氨基酸。
本发明的特征还在于这些靶向部分的片段(例如,功能片段)。在某些实施方式中,这些片段可被有效地运输至或积累于特定细胞类型(例如,肝、眼、肺、肾、脾、肌肉、或卵巢)或被有效地运过BBB。多肽的截短可以为由多肽的N末端,多肽的C末端,或它们的组合截短1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、或更多个氨基酸。其他的片段包括其中多肽的内部部分被缺失的序列。多肽的缺失可以为由靶向部分的内部部分缺失1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、或更多个氨基酸。在一些实施方式中,缺失可以为由靶向部分的共有序列缺失1、2、3、4、或5个氨基酸。
靶向部分的确认
可通过使用本文所述的测定法或方法之一来确定额外的靶向部分。例如,候选多肽可以通过常规肽合成法来生产,与紫杉醇结合,并将其给予试验动物。例如,可根据与未用结合物治疗的对照组(例如,利用未结合的试剂进行治疗)相比,其提高动物(注入肿瘤细胞,并用结合物进行治疗)存活的能力,来确定生物活性的结合物。例如,可根据在原位脑灌注测定中,其在实质中的位置,来确定生物活性的多肽。
还可进行用于确定在其他组织中的积累情况的测定。为动物给予多肽的标记结合物并测量其在不同器官中的积累情况。例如,结合至可检测标记物(例如,近红外荧光光谱标记物,如Cy5.5)的候选多肽可以在体内可视化。为动物给予该多肽且可检测该多肽存在于器官中,因此,可确定在希望的器官中多肽累积的速率和数量。在其他实施方式中,可利用放射性同位素(例如,125I)对该多肽进行标记。然后,将该多肽给予动物。一段时间后,将动物处死并提取器官。然后,利用本领域内已知的任何方法,测量每个器官中的放射性同位素的量。通过比较特定器官中标记的候选多肽的数量(相对于标记的对照多肽的数量),可确定特定组织中候选多肽的进入和积累的能力。适宜的阴性对照包括所熟知的不能被有效地运输至特定细胞类型的任何肽或多肽(例如,与Angiopep(不能穿过BBB)相关的肽,或任何其他的肽)。
结合物
靶向部分可连接至治疗剂或运输载体,形成结合物。在结合物中,可通过化学键直接地(例如,共价键,如二硫键或肽键)或间接地(例如,通过接头,如本文所述的那些接头)连接靶向部分。在具有运输载体的结合物中,治疗剂可在运过BBB后释放,例如,通过酶切割或断裂运输载体和试剂间的化学键。然后,在缺乏载体的情况下,释放的试剂发挥其预定性能。示例性接头、治疗剂、和运输载体如下所述。
治疗性多肽
当结合物包括与靶向部分连接(通过肽键或氨基酸或肽接头)的治疗性肽剂时,最终的结合物为治疗性多肽(例如,融合蛋白)。在其中试剂为治疗性肽剂的实施方式中,可通过共价键将试剂与多肽相连。共价键可为肽键(例如,合成地或重组地产生融合蛋白)。示例性的治疗性肽剂如下所述。
靶向部分与运输载体的连接
可利用至少两种一般性方法,形成包含运输载体的结合物。在一种方法中,形成包含试剂(例如,本文所述的任何试剂)的运输载体。然后,将本文所述的靶向部分结合至该运输载体。在第二种方法中,首先将靶向部分结合至形成运输载体(例如,本文所述的任何载体)的分子,然后利用结合的分子,形成运输载体。在两种方法中的任一方法中,可通过系链分子,结合靶向部分。
可利用逐步方法形成包含运输载体的结合物。例如,首先将运输载体分子连接至接头并形成包含运输载体分子的运输载体。然后,将该运输载体与靶向部分一起培育,使其与接头形成共价键。在特殊实施方式中,将脂质分子与接头相连并利用最终的化合物形成脂质体。然后,将该脂质体与包含靶向部分的溶液一起培育,使靶向部分与接头远端相连。
在另一个实施例中,将运输载体共价连接至具有活性基团的接头,将靶向部分共价连接至第二接头,然后将修饰的运输载体和修饰的靶向部分一起反应,在第一接头和第二接头之间形成共价键。例如,通过用4-甲酰基苯甲酸琥珀酰亚胺酯取代接头的N-羟基琥珀酰亚胺基团,使运输载体的氨基基团形成共价键。该修饰的运输载体具有末端羰基基团(在接头上)。然后,通过用4-肼基烟酸琥珀酰亚胺酯丙酮腙取代接头的N-羟基琥珀酰亚胺基团,使靶向部分的氨基基团形成共价键。该修饰的靶向部分具有末端肼基团(在接头上)。最后,结合该修饰的运输载体和该修饰的靶向部分,在该修饰的靶向部分的肼基团和该运输载体的末端羰基基团间,形成共价键。
在另一个实施例中,利用聚氧乙烯-(对-硝基苯基碳酸酯)-磷酸乙醇胺形成包含siRNA分子的脂质胶团。简言之,在该实施例中,将聚氧乙烯-双(对-硝基苯基碳酸酯)((pNP)2-PEG)结合至可形成脂质体或胶团(例如,1,2-二棕榈酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DPPE))的脂质,产生pNP-PEG-PE。然后,顺序地,将该分子结合至靶向部分(例如,本文所述的任何靶向部分),形成肽-PEG-PE结合物。然后,利用该结合物形成包含PEG部分的脂质体(用作结合脂质体外表面上多肽分子的锚定物)。参见,例如Zhang等人,J.Control.Release112:229-239(2006)。
还可将靶向部分结合至脂质体(在其形成后),来生产脂质载体。在这种过程的一个实施例中,提供了适合包封分子并具有足够的体内稳定性的脂质混合物,其中一些脂质与包含接头(例如,本文所述的任何接头)的系链物(例如PEG)相连。将该混合物进行干燥并使其在含有希望的多聚核苷酸的水溶液中重构,然后将其置于可形成脂质体的环境下(例如,超声处理或挤压)。然后将本文所述靶向部分结合至系链物上的接头。在该方法的一个具体实施例中,提供了93%1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(POPC)、3%双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)、3%二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)-PEG2000和1%DSPE-PEG2000-马来酰亚胺的混合物。然后,在氯仿中制备该混合物,在氮气下,对其进行蒸发,然后将其溶解于所希望的多聚核苷酸加入其中的Tris缓冲液中。随后将该混合物穿过一系列聚碳酸酯过滤器(孔尺寸从400纳米减小至50纳米),形成80至100纳米的脂质体。将该脂质体与核酸酶或蛋白酶混合,除去未包封的治疗剂。如果治疗剂为DNA分子,随后可利用DNA核酸内切酶I和核酸外切酶III。然后,将本文所述的运输载体结合至包含接头(例如,马来酰亚胺或本文所述的任何接头)的DSPE-PEG200。随后可将这些包含治疗剂并与本文所述靶向部分结合的脂质载体给予受试者,以将治疗剂运过BBB或运至特定组织。该方法的另外的实施例描述于Boado,Pharm.Res.24:1772-1787(2007);Pardridge,Pharm.Res.24:1733-1744(2007);以及Zhang等人,Clin.Canc.Res.10:3667-3677,2004。
可替代地,在不利用接头的情况下,形成结合物。而是,利用零长度的偶联剂在不引入额外原子的情况下激活运输载体或靶向部分内的功能基团。零长度偶联剂的实施例包括二环己基碳二酰亚胺和氯甲酸乙酯。
接头
靶向部分可与治疗剂或运输载体直接(例如,通过共价键,如肽键)结合或通过接头结合。接头包括化学连接剂(例如,可切割的接头)和肽。下述的任何接头均可用于本发明化合物中。
化学连接剂
在一些实施方式中,接头为化学连接剂。通过巯基基团、氨基基团(胺)、或任何合适的反应基团,结合靶向部分。可从许多商业来源得到同型多功能和异型多功能交联剂(结合剂,包括二功能剂和三功能剂)。可用于交联的位点可以在本文所述的靶向部分和治疗剂或运输载体上找到。交联剂可包括柔性臂,例如,2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、或15个碳原子。该柔性臂可为聚乙二醇间隔物,如(PEG)n,其中n为1和20之间的整数,或氨基酸,如-N-(CH2)n-C(O)O-,其中n为2和10之间的整数(例如,当n为5时)。
示例性的交联剂包括BS3([双(磺基琥珀酰亚胺基)辛二酸酯];BS3为靶向可接近的伯胺的同型双功能N-羟基琥珀酰亚胺酯),NHS/EDC(N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳二酰亚胺;NHS/EDC可将伯胺基团与羧基基团结合),磺基-EMCS([N-s-马来酰亚胺己酸]酰肼;磺基-EMCS为朝向巯基和氨基基团反应的异型双功能反应基团(马来酰亚胺和NHS-酯)),酰肼(大多数蛋白包括裸露的碳水化合物且酰肼为用于连接羧基和伯胺的试剂),SATA(N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰硫代乙酸酯;SATA朝向胺反应,且添加保护的巯基基团),以及BMOE(双-马来酰亚胺乙烷)。
为了形成共价键,将多种活性羧基基团(例如,酯类)中的一种可用作化学反应基团,其中在修饰肽所需的水平上,羟基部分是生理上可接受的。具体的试剂包括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-苯甲酰基-琥珀酰亚胺(MBS),γ-马来酰亚胺基-琥珀酰亚胺丁酰氧基酯(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)。
伯胺为NHS酯的主要目标。可接近的α-胺基团位于蛋白的N末端且赖氨酸的ε-胺与NHS酯发生反应。因此,本发明化合物可包括具有结合至肽的N末端氨基或赖氨酸的ε-胺上的NHS酯的接头。当NHS酯的结合反应物与释放N-羟基琥珀酰亚胺的伯胺发生反应时,形成酰胺键。在这里,将包含反应基团的这些琥珀酰亚胺称为琥珀酰亚胺基基团。在本发明的某些实施方式中,蛋白上的功能基团为巯基基团且化学反应基团为含马来酰亚胺的基团,例如γ-马来酰亚胺-丁酰胺(GMBA或MPA)。在这里,将这些包含马来酰亚胺的基团称为马来酰亚胺基基团。
当反应混合物的pH为6.5至7.4时,马来酰亚胺基基团对肽上的巯基基团最具选择性。在pH为7.0时,与马来酰亚胺基基团与胺的反应速率相比,马来酰亚胺基基团与巯基的反应速率(例如,蛋白(如血清白蛋白)上的巯基)快1000倍。因此,在马来酰亚胺基基团和巯基间可形成稳定的硫醚键。因此,本发明化合物可包括具有结合至靶向部分或交联剂的巯基基团的马来酰亚胺基基团的接头。
胺-胺接头包括NHS酯和酰亚胺酯。示例性的NHS酯为DSG(戊二酸二琥珀酰亚胺酯),DSS(辛二酸二琥珀酰亚胺酯),BS3(辛二酸二[磺基琥珀酰亚胺基]酯),TSAT(氨基三乙酸三-琥珀酰亚胺基酯),包括聚乙二醇间隔物的二琥珀酰亚胺酯活化的化合物的变体(如BS(PEG)n,其中n为1至20(例如,BS(PEG)5和BS(PEG)9)),DSP(二硫二[丙酸琥珀酰亚胺基酯]),DTSSP(3,3’-二硫二[丙酸磺基琥珀酰亚胺基酯]),DST(酒石酸二琥珀酰亚胺酯),BSOCOES(二[2-(琥珀酰亚胺基氧羰基氧)乙基]砜),EGS(二[琥珀酰亚胺基琥珀酸]乙二醇酯)以及磺基-EGS(二[磺基琥珀酰亚胺基琥珀酸]乙二醇酯)。酰亚胺酯包括DMA(己二酰亚胺二甲基酯·2HC1),DMP(庚二酰亚胺二甲基酯·2HC1),DMS(辛二酰亚胺二甲基酯·2HC1),以及DTBP(3,3'-二硫双丙酰亚胺二甲基酯·2HCl)。其他的胺-胺接头包括DFDNB(1,5-二氟-2,4-二硝基苯)和THPP([β-[三(羟基甲基)膦基]丙酸(甜菜碱))。
接头可为巯基-巯基接头。这些接头包括马来酰亚胺和吡啶双硫醇。示例性的马来酰亚胺包括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)21,8-二-马来酰亚胺基二乙二醇)或BM(PEG)n,其中n为1至20(例如,2或3),BMDB(1,4二马来酰亚胺基-2,3-二羟基丁烷),以及DTME(二硫-二马来酰亚胺基乙烷)。示例性的吡啶双硫醇包括DPDPB(1,4-二-[3'-(2'-吡啶二硫)丙酰胺基-]丁烷。其他的巯基接头包括HBVS(1,6-己烷-二-乙烯砜)。
接头可为胺-巯基接头,其包括NHS酯/马来酰亚胺化合物。这些胺-巯基接头可包括酯接头(例如,包含酯基团的本文所述任何接头)。这些化合物的实例为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-N-羟基琥珀酰亚胺酯),磺基-MBS(间-马来酰亚胺基苯甲酰-N-羟基磺基琥珀酰亚胺酯),SMCC(4-[N-马来酰亚胺基甲基]环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺基酯),磺基-SMCC(4-[N-马来酰亚胺基甲基]环己烷-1-羧酸磺基琥珀酰亚胺基酯),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(4-[对-马来酰亚胺基苯基]丁酸琥珀酰亚胺基酯),磺基-SMPB(4-[对-马来酰亚胺基苯基]丁酸磺基琥珀酰亚胺基酯),SMPH(6-[β-马来酰亚胺基丙酰胺基]己酸琥珀酰亚胺基酯),LC-SMCC(4-[-N-马来酰亚胺基甲基]环己烷-l-羧基-[6-酰胺基己酸]琥珀酰亚胺基酯),磺基-KMUS(N-[κ-马来酰亚胺基十一酰氧基]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为1至30(例如,2、4、6、8、12、或24),SPDP(3-(2-吡啶二硫)-丙酸N-琥珀酰亚胺基酯),LC-SPDP(6-(3-[2-吡啶二硫]-丙酰胺基)己酸琥珀酰亚胺基酯),磺基LC-SPDP(6-(3'-[2-吡啶二硫]-丙酰胺基)己酸磺基琥珀酰亚胺基酯),SMPT(4-琥珀酰亚胺基氧羰基-α-甲基-α-[2-吡啶二硫]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)甲苯酰胺基]己酸酯),SIA(碘醋酸N-琥珀酰亚胺基酯),SBAP(3-[溴乙酰胺基]丙酸琥珀酰亚胺基酯),SIAB([4-碘乙酰基]氨基苯甲酸N-琥珀酰亚胺基酯),以及磺基SIAB([4-碘乙酰基]氨基苯甲酸N-磺基琥珀酰亚胺基酯)。
在具体实施方式中,接头具有式:
其中,n为2和15间的整数(例如,n为3、6或11);并且Y为A上的巯基且Z为B上的伯胺,或者Y为B上的巯基且Z为A上的伯胺。
在其他实施方式中,接头为氨基-非选择性接头。这些接头的实施例包括NHS酯/芳基叠氮化物和NHS酯/双吖丙啶接头。NHS酯/芳基叠氮化物接头包括NHS-ASA(N-羟基琥珀酰亚胺基-4-叠氮水杨酸),ANB-NOS(N-5-叠氮-2-硝基苯甲酰氧基琥珀酰亚胺),磺基-HSAB(N-羟基磺基琥珀酰亚胺基-4-叠氮苯甲酸酯),磺基-NHS-LC-ASA([4-叠氮水杨酰胺基]己酸磺基琥珀酰亚胺基酯),SANPAH(N-琥珀酰亚胺基-6-(4'-叠氮-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-2'-硝基苯基氨基)己酸酯),磺基-SFAD(磺基琥珀酰亚胺基-(全氟叠氮苯甲酰胺基)-乙基-1,3'-二硫丙酸酯),磺基-SAND(磺基琥珀酰亚胺基-2-(间-叠氮-邻-硝基苯甲酰胺基)-乙基-1,3'-丙酸酯),以及磺基-SAED(2-[7-氨基-4-甲基香豆素-3-乙酰胺基]乙基-1,3'二硫丙酸磺基琥珀酰亚胺基酯)。NHS酯/双吖丙啶接头包括SDA(4,4'-叠氮戊酸琥珀酰亚胺基酯),LC-SDA(6-(4,4'-叠氮戊酰胺基)己酸琥珀酰亚胺基酯),SDAD(2-([4,4'-叠氮戊酰胺基]乙基)-l,3'-二硫丙酸琥珀酰亚胺基酯),磺基-SDA(4,4'-叠氮戊酸磺基琥珀酰亚胺基酯),磺基-LC-SDA(6-(4,4'-叠氮戊酰胺基)己酸磺基琥珀酰亚胺基酯),以及磺基-SDAD(2-([4,4'-叠氮戊酰胺基]乙基)-1,3'-二硫丙酸磺基琥珀酰亚胺基酯)。
示例性的胺-羧基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-[3-二甲基氨基丙基]碳二亚胺))。示例性的巯基-非选择性接头包括吡啶双硫醇/芳基叠氮化物化合物(例如,APDP((N-[4-(对-叠氮水杨基酰胺基)丁基]-3'-(2'-吡啶二硫)丙酰胺))。示例性巯基-碳水化合物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),以及KMUH(N-κ-马来酰亚胺基十一酸]酰肼))以及吡啶双硫醇/酰肼化合物(例如,PDPH(3-(2-吡啶二硫)丙酰酰肼))。示例性碳水化合物-非选择性接头包括酰肼/芳基叠氮化物化合物(例如,ABH(对-叠氮苯甲酰基酰肼))。示例性羟基-巯基接头包括异氰酸酯/马来酰亚胺化合物(例如,(N-[对-马来酰亚胺苯基]异氰酸酯))。示例性胺-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))。
接头还描述于美国专利号4,680,338中,其具有式Y=C=N-Q-A-C(O)-Z,其中Q为同芳香族或杂芳香族的环系统;A为单键或未取代或取代的二价C1-30桥连基团,Y为O或S;且Z为氯,溴,碘,N3,N-琥珀酰亚胺基氧基、咪唑基,1-苯并三唑氧基,OAr(其中Ar为缺电子的活性芳基),或OC(O)R(其中R为-A-Q-N=C=Y或C4-20叔烷基)。
接头还描述于美国专利号5,306,809,其描述了具有式的接头,其中R1为H,C1-6烷基,C2-6烯基,C6-12芳基或芳烷基或与二价有机-O-,-S-或结合的基团,其中R'为C1-6烷基(连接部分);R2为H,C1-12烷基,C6-12芳基或C6-12芳烷基,R3为或可使相邻氮上的孤对电子离开原位的其他化学结构,且R4为可将R3连接至靶向部分或试剂的侧反应基团。
该接头可为多价或单价。单价接头仅具有一个可形成共价键的活化基团。然而,单价接头可包括一个或多个功能基团,如本文所述的可利用偶联剂对这些功能基团进行化学修饰,形成第二个活化基团。例如,可利用任何数量的偶联剂来激活接头的末端羟基基团。偶联剂的实施例包括N-羟基琥珀酰亚胺,乙基氯代甲酸酯,二环己基碳二酰亚胺,以及三氟甲磺酰氯。参见,例如美国专利号5,395,619和6,316,024。
多价接头(例如,多功能接头)具有两个或多个活化基团。接头中的活化基团可以是相同的(例如,在同型多价接头中),或是不同的(例如,在异型多价接头中)。异型多价接头可将多肽和运输载体结合至不同的功能基团。异型多价接头的实施例包括聚氧乙烯-二(对-硝基苯基碳酸酯),mal-PEG-DSPE,二异氰酸酯,4-肼基烟酸琥珀酰亚胺基酯丙酮腙。
具有两个活化基团的同型多价接头的实施例包括戊二酸双琥珀酰亚胺基酯,辛二酸双琥珀酰亚胺基酯,辛二酸双(磺基琥珀酰亚胺基)酯,双(NHS)PEG5,双(NHS)PEG9,二硫基双(丙酸琥珀酰亚胺基酯),3,3'-二硫基双(丙酸磺基琥珀酰亚胺基酯),酒石酸双琥珀酰亚胺基酯,双[2-(琥珀酰亚胺基氧羰基氧基)乙基]砜,双[琥珀酰亚胺基琥珀酸]乙二醇酯,双[磺基琥珀酰亚胺基琥珀酸]乙二醇酯,己二酰亚胺二甲基酯,庚二酰亚胺二甲基酯,辛二酰亚胺二甲基酯,3,3'-二硫基双丙酰亚胺二甲基酯,1,5-二氟-2,4-二硝基苯,双-马来酰亚胺基乙烷,1,4-双马来酰亚胺基丁烷,双马来酰亚胺基己烷,1,8-双-马来酰亚胺基二乙二醇,1,11-双-马来酰亚胺基-三乙二醇,1,4-二-[3'-(2'-吡啶二硫基)-丙酰胺基]丁烷,1,6-己烷-双-乙烯砜,以及双-[b-(4-叠氮基水杨酰胺基)乙基]二硫化物。
具有三个活化基团的同型多价接头的实施例包括氨基三乙酸三-琥珀酰亚胺基酯,β-[三(羟基甲基)膦基]丙酸,以及三[2-马来酰亚胺基乙基]胺。
异型多价接头的实施例包括具有马来酰亚胺活化基团和琥珀酰亚胺活化基团的那些接头,例如,N-[α-马来酰亚胺基乙酰氧基]琥珀酰亚胺酯,N-[β-马来酰亚胺基丙氧基]-琥珀酰亚胺酯,N-[γ-马来酰亚胺基丁酰氧基]琥珀酰亚胺酯,间-马来酰亚胺基苯甲酰基-N-羟基琥珀酰亚胺酯,4-[N-马来酰亚胺基甲基]环己烷-1-羧酸琥珀酰亚胺基酯,N-[ε-马来酰亚胺基己酰氧基]琥珀酰亚胺酯,以及4-[对-马来酰亚胺基苯基]丁酸琥珀酰亚胺基酯,包括N-磺基琥珀酰亚胺基衍生物;具有PEG间隔物分子的那些接头,例如琥珀酰亚胺基-([N-马来酰亚胺基丙酰胺基]-(乙二醇)x)酯,其中x为2至24;具有吡啶二硫基活化基团以及琥珀酰亚胺活化基团的那些接头,例如,N-琥珀酰亚胺基-3-(2-吡啶二硫基)丙酸酯,6-(3-[2-吡啶二硫基]-丙酰胺基)己酸琥珀酰亚胺基酯,4-琥珀酰亚胺基氧基羰基-甲基-α-[2-吡啶二硫基]甲苯,以及4-磺基琥珀酰亚胺基-6-甲基-α-[(2-吡啶二硫基)甲苯酰胺基]己酸酯;具有卤代乙酰活化基团和琥珀酰亚胺活化基团的那些接头,例如,碘醋酸N-琥珀酰亚胺基酯以及[4-碘乙酰基]氨基苯甲酸N-琥珀酰亚胺基酯;具有芳基叠氮化物活化基团和琥珀酰亚胺活化基团的那些接头,例如N-羟基琥珀酰亚胺基-4-叠氮水杨酸,[4-叠氮水杨酰胺基]-己酸磺基琥珀酰亚胺基酯,以及N-琥珀酰亚胺基-6-(4'-叠氮基-2'-硝基苯基氨基)己酸酯;具有双吖丙啶活化基团和琥珀酰亚胺活化基团的那些接头,例如4,4'-叠氮戊酸琥珀酰亚胺基酯以及6-(4,4'-叠氮戊酰胺基)己酸琥珀酰亚胺基酯;N-[4-(对-叠氮基水杨酰胺基)丁基]-3'-(2'-吡啶二硫基)丙酰胺;N-[β-马来酰亚胺基丙酸]酰肼;N-[ε-马来酰亚胺基己酸]酰肼;4-(4-N-马来酰亚胺基苯基)丁酸盐酸肼;(N-[κ-马来酰亚胺基十一酸]-酰肼);3-(2-吡啶二硫基)丙酰肼;对-叠氮基苯甲酰肼,以及N-[对-马来酰亚胺基苯基]异氰酸酯。
在其他实施方式中,接头为三功能、四功能或更多功能的连接剂。示例性的三功能接头包括TMEA,THPP,TSAT,LC-TSAT((6-氨基己酰基)氨基三乙酸三-琥珀酰亚胺基酯),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-琥珀酰亚胺基羧基丙基)季戊四醇))。
TMEA具有结构:
TMEA,可借助其马来酰亚胺基团,与巯基基团发生反应(例如,借助半胱氨酸的氨基酸侧链)。
THPP具有结构:
THPP的羟基基团和羧基基团可与伯胺或仲胺发生反应。
氨基酸和肽接头
在其他实施方式中,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,接头为单个氨基酸(例如,任何自然存在的氨基酸酸,如Cys)。在其他实施方式中,利用了富含甘氨酸的肽,例如具有序列[Gly-Gly-Gly-Gly-Ser]n的肽,其中n为1、2、3、4、5或6(如美国专利号7,271,149中所述)。在其他实施方式中,利用了富含丝氨酸的肽接头(如美国专利号5,525,491中所述)。富含丝氨酸的肽接头包括具有式[X-X-X-X-GIy]y的那些,其中最多有两个X为Thr,剩下的X为Ser,且y为1至5(例如,Ser-Ser-Ser-Ser-Gly,其中y大于1)。在某些情况下,接头为单个氨基酸(例如,任何氨基酸,如Gly或Cys)。
可针对柔韧性(例如,柔性或刚性)或根据电荷(例如,正电荷,负电荷,或中性),选择氨基酸接头。柔性接头通常包括具有Gly残基(例如,[Gly-Gly-Gly-Gly-Ser]n,其中n为1、2、3、4、5或6)的那些。其他的接头包括刚性接头(例如,PAPAP和(PT)nP,其中n为2、3、4、5、6、或7)和α-螺旋接头(例如,A(EAAAK)nA,其中n为1、2、3、4或5)。
适当接头的实施例是琥珀酸,Lys,Glu和Asp,或二肽如Gly-Lys。当接头为琥珀酸时,其一个羧基基团可与氨基酸残基的氨基基团形成酰胺键,且其其他羧基基团可以,例如,与肽或取代基的氨基基团形成酰胺键。当接头为Lys,Glu或Asp时,其羧基基团可与氨基酸残基的氨基基团形成酰胺键,且其氨基基团可以,例如,与取代基的羧基基团形成酰胺键。当将Lys用作接头时,可将另一个接头插入Lys的ε-氨基基团和取代基之间。在一个具体实施方式中,该另一个接头为琥珀酸,其可与Lys的ε-氨基基团以及与取代基中存在的氨基基团形成酰胺键。在一个实施方式中,该另一个基团为Glu或Asp(例如,其可与Lys的ε-氨基基团形成酰胺键且与取代基中存在的羧基基团形成另一个酰胺键),即,该取代基为Nε-酰基化的赖氨酸残基。
在其他实施方式中,肽接头为分支的多肽。示例性的分支肽接头描述于美国专利号6,759,509中。这些接头具有下式的那些:
其中,A为巯基受体;W为桥接部分;c为0至1的整数;a为2至12的整数;Q为O、NH或N-低级烷基;p为0或1的整数;d为0或1的整数;E为多价原子;每个b均为1至10的整数;每个X具有式:
-CO-Y-Zm-Gn
其中Y为两个L形的氨基酸残基;Z为一个或两个氨基酸残基;m为0或1的整数;G为自分解的间隔物,且n为0或1的整数;其条件是当n为0时,则-Y-Zm为Ala-Leu-Ala-Leu或Gly-Phe-Leu-Gly;或者每个X具有式:
其中每个X1具有式-CO-Y-Zm-Gn;且其中Y、Z、Q、E、G、m、d、p、a、b和n如上所定义;或每个X1具有式:
其中每个X2具有式-CO-Y-Zm-Gn;且其中Y、Z、G、Q、E、m、d、p、a、b和n如上所定义;或每个X2具有式:
其中每个X3具有式-CO-Y-Zm-Gn;且其中Y、Z、G、Q、E、m、d、p、a、b和n如上所定义;或每个X3具有式:
其中每个X4具有式-CO-Y-Zm-Gn;且其中Y、Z、G、Q、E、m、d、p、a、b和n如上所定义。
分支接头可利用中间的自分解间隔物部分(G),它将试剂或肽载体与分支肽接头共价地连接在一起。自分解间隔物为可将两个化学部分共价地连接在一起并利用酶切割方法从三重分子中释放出所述间隔化学部分之一的双功能化学部分(例如,本文所述的任何合适的接头)。在某些实施方式中,G为自分解的间隔物部分,其间隔并将试剂或肽载体和肽接头共价地连接在一起,其中通过T部分(如下式中所用,“T”表示已包含在试剂或肽载体中的亲核原子)将间隔物连至肽载体或试剂,且其可表示为其中T为O,N或S;-HN-R1-COT,其中T为O,N或S,且R1为C1-5烷基;其中T为O,N或S,且R2为H或C1-5烷基;其中T为O,N或S;或其中T为O,N或S。优选的G包括PABC(对-氨基苯甲基-氨甲酰基),GABA(γ-氨基丁酸),α,α-二甲基GABA,以及β,β-二甲基GABA。
在分支接头中,通过源于肽载体或试剂的硫原子将巯基受体“A”与肽载体或试剂相连。该巯基受体可为,例如α-取代的乙酰基。该基团具有式:其中Y为离去基团,例如氯、溴、碘、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯等等。如果巯基受体为α-取代的乙酰基,在与配基连接后巯基加合物形成键-S-CH2-。优选地,巯基受体为Michael加成受体。本发明代表性的Michael加成受体具有式在连接配基的巯基基团后,Michael加成受体变成Michael加成的加合物,例如,其中L为试剂或肽载体。
桥接基团“W”为双功能的化学部分,其可将两个间隔的化学部分共价地连接在一起成为稳定的三重分子。桥接基团的实施例描述于S.S.Wong,Chemistry of Protein Conjugation and Cross-linking.CRC出版,Florida,(1991);以及G.E.Means和R.E.Feeney,Bioconjugate Chemistry,vol.1,pp.2-12,(1990),其所公开内容在此引用作为参考。W可将巯基受体共价连接至酮部分。示例性的桥接基团具有式-(CH2)f-(Z)g-(CH2)h-,其中f为0至10;h为0至10;g为0或1,其条件是当g为0时,则f+h为1至10;Z为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个碳原子和1或2个杂原子(选自O、N或S)的杂芳香族烃环。优选的脂环族部分包括环丙基,环丁基,环戊基,环己基等等。优选的杂芳香族部分包括吡啶基,聚乙二醇(1至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,吗啉基等等。在桥接基团中,优选地,当g为0时,f+h为2至6的整数(例如,2至4,如2)。当g为1时,优选地,f为0、1或2;且h为0、1或2。与巯基受体结合的优选桥接基团示于Pierce Catalog,pp.E-12,E-13,E-14,E-15,E-16和E-17(1992)中。
对接头的修饰
可对本文所述的任何接头(例如,化学连接剂或氨基酸接头)进行修饰。例如,接头可包括间隔物分子。接头内的间隔物分子可为任何合适的分子。间隔物分子的实施例包括脂肪族碳基团(例如,C2-C20烷基基团),可切割的杂芳基碳基团(例如,具有二硫基团的C2-C20烷基基团),以及亲水性的聚合物基团。亲水性聚合物基团的实施例包括聚乙二醇(PEG),聚乙烯吡咯烷酮,聚乙烯甲基醚,聚甲基噁唑啉,聚乙基噁唑啉,聚羟基丙基噁唑啉,聚羟基丙基甲基丙烯酰胺,聚甲基丙烯酰胺,聚二甲基丙烯酰胺,聚羟基丙基甲基丙烯酸酯,聚羟基乙基丙烯酸酯,羟基甲基纤维素,羟基乙基纤维素,聚乙二醇,聚天冬酰胺,以及亲水性肽序列。
在一个实施例中,亲水性聚合物为PEG,例如,具有的分子量在500至10,000Da之间的PEG链(例如,在1,000至5,000Da之间,如2,000Da)。还可利用PEG的甲氧基或乙氧基封端类似物。这些可商购,大小在120至20,000Da范围。用于脂质体的脂质-系链结合物的制备描述于例如美国专利号5,395,619,其内容在此引用作为参考。其他的间隔物分子包括多聚核苷酸(例如,DNA或RNA),多糖如葡聚糖或黄原胶,纤维素衍生物(例如,羧甲基纤维素),聚苯乙烯,聚乙烯醇,聚甲基丙烯酸,以及聚(NIPAM)。用偶联剂活化PEG的合成反应方案在美国专利号5,631,018,5,527,528和5,395,619中提出。使用PEG间隔物分子的接头的合成反应方案在美国专利号6,828,401和7,217,845中提出。
例如,可通过本领域内熟知的任何方法,将PEG结合至本发明的多肽。在某些实施方式中,PEG分子可用接头进行衍生,随后与蛋白发生反应,形成结合物。适宜的接头包括醛,三氟代乙磺酰或甲苯磺酰接头,二氯三嗪或氯三嗪,环氧化物,羧酸酯如琥珀酸琥珀酰亚胺基酯,碳酸酯如碳酸对-硝基苯基酯,碳酸苯并三唑基酯,碳酸2,3,5-三氯苯基酯,以及碳酸PEG-琥珀酰亚胺基酯,或反应性巯基,如吡啶二硫化物,马来酰亚胺,乙烯砜,以及碘代乙酰胺。结合可发生在氨基基团(例如,N末端的氨基基团或赖氨酸侧链内的氨基基团),或巯基羟基,或酰胺基团(取决于所用的接头)。参见,例如Veronese等人,Drug Discov.Today10:1451-1458,2005。
治疗剂
结合物可包含任何有用的治疗剂。下述的任何治疗剂可用于本发明化合物中。特别感兴趣的试剂包括抗癌剂(例如,紫杉醇或紫杉醇衍生物,如多西紫杉醇;依托泊苷;多柔比星;或其类似物),治疗性核酸试剂,以及治疗性肽试剂(例如,神经降压素和神经降压素受体激动剂,GDNF和其类似物,BDNF和其类似物,GLP-1激动剂,瘦素,和OB受体激动剂)。
抗癌剂
根据本发明,所述试剂可为抗癌剂。本发明所涵盖的抗癌剂可包括,例如具有可使其结合至本发明靶向部分的基团的药物。具体的抗癌剂包括选自由以下组成的组的那些:紫杉醇,紫杉醇衍生物(例如,多西紫杉醇),长春碱,长春新碱,依托泊苷,多柔比星,环磷酰胺,美法仑,以及苯丁酸氮芥;其衍生物(或类似物);其药学上可接受的盐;或其组合。在具体实施方式中,抗癌剂为紫杉醇,多西紫杉醇,依托泊苷,或多柔比星;其药学上可接受的盐;或其衍生物。
如本文所使用的,“紫杉醇衍生物”是指具有紫杉醇效力至少70%(例如,75%,80%,85%,90%,95%,99%,或更多)的生物活性的有丝分裂抑制剂化合物。示例性的生物活性包括通过竞争性ELISA测定(例如使用兔抗血清);微管蛋白解聚测定;和/或细胞毒性测定确定的一个或多个IC50值,以及一个或多个药物代谢动力学参数,例如Cmax,AUC和/或Cmin。
示例性的紫杉醇衍生物包括本文所述的多西紫杉醇和其类似物。在具体实施方式中,抗癌剂为紫杉醇或紫杉醇类似物或紫杉醇衍生物。紫杉醇具有式:
紫杉醇的结构类似物或衍生物描述于美国专利号6,911,549中,且其通过下式进行描述:
其中R1选自由以下组成的组:-CH3;-C6H5,或被1、2或3个C1-C4烷基,C1-C3烷氧基,卤素,C1-C3烷硫基,三氟甲基,C2-C6二烷基氨基,羟基,或硝基取代的苯基;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选自由以下组成的组:-H,-NHC(O)H,-NHC(O)C1-C10烷基(优选-NHC(O)C4-C6烷基),-NHC(O)苯基,被1、2或3个C1-C4烷基,C1-C3烷氧基,卤素,C1-C3烷硫基,三氟甲基,C2-C6二烷基氨基,羟基或硝基取代的-NHC(O)苯基,-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,被1、2或3个C1-C4烷基,C1-C3烷氧基,卤素,C1-C3烷硫基,三氟甲基,C2-C6二烷基氨基,或硝基取代的-NHC(O)NHPh,-NHC(O)C3-C8环烷基,-NHC(O)C(CH2CH3)2CH3,-NHC(O)C(CH3)2CH2Cl,-NHC(O)C(CH3)2CH2CH3,苯二甲酰亚氨基,-NHC(O)-1-苯基-1-环戊基,-NHC(O)-1-甲基-l-环己基,-NHC(S)NHC(CH3)3,-NHC(O)NHCC(CH3)3,或-NHC(O)NHPh;R3选自由以下组成的组中:-H,-NHC(O)苯基,或-NHC(O)OC(CH3)3(其中全部的条件为:R2和R3之一为-H,但R2和R3不都为-H);R4为-H或选自由以下组成的组:-OH,-OAc(-OC(O)CH3),-OC(O)OCH2C(Cl)3,-OCOCH2CH2NH3 +HCOO-,-NHC(O)苯基,-NHC(O)OC(CH3)3,-OCOCH2CH2COOH和其药学上可接受的盐,-OCO(CH2)3COOH和其药学上可接受的盐,以及-OC(O)-Z-C(O)-R'[其中Z为亚乙基(-CH2CH2-),亚丙基(-CH2CH2CH2-),-CH=CH-,1,2-环己烷,或1,2-亚苯基,R'为-OH,-OH碱,-NR'2R'3,-OR'3,-SR'3,-OCH2C(O)NR'4R'5,其中R'2为-H或-CH3,R'3为-(CH2)nNR'6R'7或(CH2)nN+R'6R'7R'8X-其中n为1至3,R'4为-H或-C1-C4烷基,R'5为-H,-C1-C4烷基,苯甲基,羟乙基,-CH2CO2H,或二甲基氨基乙基,R'6和R'7为-CH3,-CH2CH3,苯甲基或R'6和R'7与NR'6R'7的氮一起形成吡咯基,哌啶基,吗啉基,或N-甲基哌啶基团;R'8为-CH3,-CH2CH3或苯甲基,X-为卤化物,且碱为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为1至3,R2为-H或-C1-C3烷基且R3为-H或-C1-C3烷基],-OC(O)CH(R")NH2[其中R''选自由以下组成的组:-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+为Na+或N+(Bu)4,-OC(O)CH2CH2C(O)OCH2CH2OH;R5为-H或-OH,其中全部的条件为:当R5为-OH时,R4为-H且进一步的条件为:当R5为-H时,R4不为-H;当R7为α-R71:β-R72时,R6为-H:-H,其中R71和R72中一个为-H且R71和R72中的另一个为-X,其中X为卤素且R8为-CH3;当R7为α-H:β-R74时,R6为-H:-H,其中R74和R8一起形成环丙基环;R10为-H或-C(O)CH3;以及其药学上可接受的盐(当化合物包含酸性或碱性功能基团时)。
紫杉醇()衍生物(或类似物)的示例性实例包括美国专利号6,911,549(2005年6月28日发行)(其全部内容在此引用作为参考)所公开和涉及的衍生物。具体的紫杉醇衍生物包括多西紫杉醇(),((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-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-脱乙酰基-浆果赤霉素I,1-脱羟基浆果赤霉素VI,1-羟基-2-脱乙酰氧基-5-脱肉桂酰-紫杉宁j,1-羟基-7,9-二脱乙酰基浆果赤霉素I,1-羟基浆果赤霉素I,10-乙酰基-4-脱乙酰基泰索帝,10-脱乙酰氧基紫杉醇,10-脱乙酰基浆果赤霉素III二甲基亚砜二溶剂化物,10-脱乙酰基-10-(3-氨基苯甲酰)紫杉醇,10-脱乙酰基-10-(7-(二乙基氨基)香豆素-3-羰基)紫杉醇,10-脱乙酰基-9-二氢化紫杉醇,10-脱乙酰基浆果赤霉素III,10-脱乙酰基紫杉醇,10-脱乙酰基紫杉宁,10-脱乙酰基紫杉醇,10-脱氧-10-C-吗啉乙基多西紫杉醇,10-O-乙酰基-2-O-(环己基羰基)-2-脱苯甲酰基泰索帝,10-O-仲-氨基乙基多西紫杉醇,11-desmethyllaulimalide,13-去氧-13-乙酰氧基-7,9-二乙酰基-1,2-二脱氧基紫杉碱,13-脱氧基浆果赤霉素III,14-羟基-10-脱乙酰基-2-O-脱苯甲酰基浆果赤霉素III,14-羟基-10-脱乙酰基浆果赤霉素III,14β-苯甲酰氧基-13-脱乙酰基浆果赤霉素IV,14β-苯甲酰氧基-2-脱乙酰基浆果赤霉素VI,14β-苯甲酰氧基浆果赤霉素IV,19-羟基浆果赤霉素III,2',2''-亚甲基多西紫杉醇,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-diacetyltaxumairol N,2-(4-叠氮基苯甲酰)紫杉醇,2-脱乙酰氧基紫杉宁J,2-脱苯甲酰-2-间-甲氧基苯甲酰基-7-三乙基甲硅烷基-13-氧-14-羟基浆果赤霉素III1,I4-碳酸酯,2-O-(环己基羰基)-2-脱苯甲酰浆果赤霉素III13-O-(N-(环己基羰基)-3-环己基异丝氨酸酯),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)-丙酰氧基紫杉-4(20),12-二烯,2α,7β-二乙酰氧基-5α,10β,13β-三羟基-2(3-20)abeo紫杉-4(20),11-二烯-9-酮,2α,9α-二羟基-10β,13α-二乙酰氧基-5α-(3'-甲基氨基-3'-苯基)-丙酰氧基紫杉-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)-丙酰氧基紫杉-4(20),11-二烯,3'-(4-叠氮基苯甲酰胺基)紫杉醇,3'-N-(4-苯甲酰二氢化肉桂酰基)-3'-N-脱苯甲酰紫杉醇,3'-N-间-氨基苯甲酰胺基-3'-脱苯甲酰胺基紫杉醇,3'-对-羟基紫杉醇,3,11-环紫杉宁NN-2,4-脱乙酰基紫杉醇,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-苯基丙酰氧基紫杉宁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-脱乙酰基浆果赤霉素-III,6-氟-10-乙酰基多西紫杉醇,6-羟基紫杉醇,7,13-二乙酰氧基-5-肉桂酰氧基-2(3-20)-abeo-紫杉-4(20),11-二烯-2,10-二醇,7,9-二脱乙酰基浆果赤霉素VI,7-(5'-生物素基酰胺基丙酰基)紫杉醇,7-乙酰基紫杉醇,7-脱氧-10-脱乙酰基浆果赤霉素-III,7-脱氧-9-二氢化紫杉醇,7-表紫杉醇,7-甲基硫甲基紫杉醇,7-O-(4-苯甲酰基二氢化肉桂酰基)紫杉醇,7-O-(N-(4'-荧光素羰基)丙氨酰)紫杉醇,7-木糖基-10-脱乙酰基紫杉醇,8,9-单-环氧短叶苏木酚,9-二氢化浆果赤霉素III,9-二氢化紫杉醇,9α-羟基-2α,10β,13α-三乙酰氧基-5α-(3'-N,N-二甲基氨基-3'-苯基)-丙酰氧基紫杉-4(20),11-二烯,浆果赤霉素III,浆果赤霉素III13-O-(N-苯甲酰-3-环己基异丝氨酸酯),BAY59,苯甲酰紫杉醇,BMS181339,BMS185660,BMS188797,短叶苏木酚,butitaxel,三尖杉宁碱,紫杉烷二萜A,紫杉烷二萜B,紫杉烷二萜C,紫杉烷二萜D,二溴-10-脱乙酰基三尖杉宁碱,DJ927,荧光紫杉醇衍生物2(Flutax2),戊二酰紫杉醇6-氨基己醇葡糖苷酸,IDN5109,IDN5111,IDN5127,IDN5390,isolaulimalide,laulimalide,MST997,N-(紫杉醇-2'-O-(2-氨基)苯基丙酸酯)-O-(β-葡糖醛酸基)氨基甲酸酯,N-(紫杉醇-2'-O-3,3-二甲基丁酸酯)-O-(β-葡糖醛酸基)氨基甲酸酯,N-脱苯甲酰-N-(3-(二甲基氨基)苯甲酰)紫杉醇,nonataxel,奥曲肽结合的紫杉醇,紫杉醇,紫杉醇-转铁蛋白,PNU166945,聚(乙二醇)-结合的紫杉醇-2'-甘氨酸酯,聚谷氨酸-紫杉醇,protax,protaxel,RPR109881A,SB T-101187,SB T-1102,SB T-1213,SB T-1214,SB T-1250,SB T-12843,tasumatrol E,tasumatrol F,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,taxezopidine N,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-唾液基结合物,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,taxuyunnanineT,taxuyunnanine U,taxuyunnanine V,tRA-96023以及wallifoliol。其他的紫杉醇类似物包括1-去氧紫杉醇,10-脱乙酰氧基-7-去氧紫杉醇,10-O-脱乙酰基紫杉醇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-(2,5-二甲氧基苯甲基氧基)-4a,8,13,13-四甲基-5-氧-7,11-亚甲基-1H-环癸(3,4)苯(1,2-b)oxet-9-基3-(叔丁基氧基羰基)氨基-2-羟基-5-甲基-4-己酸酯,130-nm白蛋白结合的紫杉醇,2'-紫杉醇甲基2-吡喃葡萄糖基琥珀酸酯,3'-(4-叠氮基苯基)-3'-脱苯基紫杉醇,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(l,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-亚硝基硫丁酰)紫杉醇,7-去氧紫杉醇,7-琥珀酰紫杉醇,A-Z-CINN310,AI-850,白蛋白结合的紫杉醇,AZ10992,isotaxel,MAC321,MBT-0206,NK105,Pacliex,紫杉醇poliglumex,紫杉醇-EC-1结合物,polilactofate,以及TXD258。其他紫杉醇类似物描述于美国专利号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。
示例性的依托泊苷衍生物(或类似物)包括鬼臼毒素衍生物。依托泊苷的其他衍生物包括磷酸依托泊苷(),依托泊苷4'-二甲基甘氨酸,依托泊苷DMG,替尼泊苷,以及NK611,或其任何药学上可接受的盐(例如,-OP(O)(ONa)2)。适用于本发明的另外其他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;以及在美国专利公开号20030064482,20030162722,20040044058,20060148728,以及20070249651中,其每个均以参考的方式并入本文。
示例性的多柔比星(羟基柔红霉素或)衍生物(或类似物)包括表柔比星(或)。其他的多柔比星衍生可见于美国专利号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,和5,874,412,其每个均以参考方式并入本文。
治疗性核酸剂
可将靶向部分结合至包括表达载体(例如,质粒)和RNAi剂的任何治疗性核酸剂。该表达载体可编码多肽(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)或可编码治疗性核酸(例如,RNAi剂,如本文所述的那些RNAi剂)。核酸包括本领域内所熟知的任何类型,例如,任何长度、构象、电荷、或形状(即,线形、串连体、环形(例如,质粒)、带切口的环形、螺旋形、超螺旋形、或带电荷)的双链和单链DNA和RNA分子。另外,该核酸可包含5'和3'末端修饰并在这些末端包含平端和突出的核苷酸,或其组合。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),该RNA干扰序列可沉默目标基因产物。核酸可为,例如DNA分子、RNA分子、或其修饰形式。
示例性RNAi靶包括生长因子(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,包括受体酪氨酸激酶(例如,EGF受体(EGFR)),包括Her2/neu(ErbB),VEGF受体(VEGFR),血小板衍生生长因子受体(PDGFR),细胞因子,趋化因子,激酶,包括细胞质酪氨酸和丝氨酸/苏氨酸激酶(例如,黏着斑激酶、细胞周期依赖性蛋白激酶、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,调节性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、Bcl-2、Bcl-xL),致癌基因(例如,肿瘤抑制因子的调控因子,如mdm2),酶(例如,超氧化物歧化酶1(SOD-1),α,β(BACE)以及γ分泌酶,α-L-艾杜糖醛酸酶,艾杜糖醛酸硫酸酯酶,类肝素N-硫酸酯酶,α-L-乙酰基-氨基葡糖苷酶,乙酰基-CoAlpha-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,半乳糖神经酰胺酶,芳基硫酸酯酶A,天冬氨酸酰化酶,植烷酸-辅酶A-羟化酶,peroxin-7,β-氨基己糖苷酶A,天门冬氨酰-氨基葡萄糖苷酶,岩藻糖苷酶,以及α-甘露糖苷酶,唾液酸酶),以及其他蛋白质(例如,亨延顿蛋白(Htt蛋白),淀粉样前体蛋白(APP),分选微管连接蛋白(包括SNX6),α-突触核蛋白,LINGO-1,Nogo-A,以及Nogo受体1(NgR-1)),以及胶质纤维酸性蛋白。表3示出了示例性RNAi靶与疾病的关系。
用来沉默EGFR的示例性RNAi序列为SEQ ID NO:117(GGAGCUGCCCAUGAGAAAU)以及SEQ ID NO:118(AUUUCUCAUGGGCAGCUCC)。而且,VEGF可被具有序列(例如,在SEQ ID NO:119中提出的(GGAGTACCCTGATGAGATC))的RNAi分子沉默。用于本发明试剂的其他RNAi序列可商购(例如,Dharmacon,Ambion)或执业者可以利用多个公开可用软件工具中的一种来构建可用的RNAi序列(例如,siRNA选择服务器(由MIT/Whitehead维护);可在http:/ljura.wi.mit.edu/bioc/siRNAext/得到)。疾病或病症以及可用于治疗这些疾病的RNAi靶的实例示于表3中。
表3:示例性疾病和靶向分子
小分子药物
可将任何小分子药物与靶向部分相连。小分子药物包括抗癌剂、抗生素、细胞毒素剂、烷化剂、抗肿瘤剂、抗代谢剂、抗增殖剂、微管蛋白抑制剂、局部异构酶I或II抑制剂、激素激动剂或拮抗剂、凋亡剂、免疫调节剂、以及放射性试剂(例如,同位素),或任何本文所述试剂。示例性的小分子药物包括紫杉醇紫杉醇衍生物(例如,多西紫杉醇),长春碱,长春新碱,依托泊苷,多柔比星,环磷酰胺,美法仑,苯丁酸氮芥,甲氨喋呤,喜树碱,高喜树碱,硫代秋水仙碱,秋水仙碱,考布他汀,考布他汀A-4,鬼臼毒素,根胆酸,根胆酸-d,多拉司他汀(dolistatin),CC1065,安丝菌素p3,美登素(maytansinoid),以及任何药学上可接受的盐等,以及其组合,以及可为P-gp底物的任何药物。
示例性的小分子药物包括止痛剂和抗炎剂(例如,阿洛普令、金诺芬、阿扎丙宗、贝诺酯、二氟尼柳、依托度酸、芬布芬、非诺洛芬钙、氟比洛芬、布洛芬、消炎痛、酮洛芬、甲氯芬那酸、甲芬那酸、萘丁美酮、萘普生、羟布宗、保泰松、吡罗昔康、舒林酸),抗生素(例如,青霉素、头孢菌素、氨基糖苷类、大环内脂、喹诺酮、以及四环素类),驱虫药(例如,阿苯达唑、羟萘苄芬宁、坎苯达唑、双氯酚、伊维菌素、甲苯达唑、奥沙尼喹、奥芬达唑、双羟萘酸酚嘧啶、吡喹酮、噻嘧啶恩波酸盐、噻苯达唑),抗心律不齐药(例如,胺碘酮(例如,HCl)、丙吡胺、氟卡尼(例如,醋酸盐)、奎尼丁(例如,硫酸盐)),抗菌剂(例如,苯明青霉素、西诺沙星、环丙沙星(例如,HCl)、克拉霉素、氯法齐明、氯唑西林、地美环素、多西环素、红霉素、乙硫异烟胺、亚胺培南、萘啶酸、硝基呋喃妥英、利福平、螺旋霉素、磺胺苯酰、磺胺多辛、磺胺甲嘧啶、磺胺醋酰、磺胺嘧啶、磺胺异噁唑、磺胺甲噁唑、磺胺吡啶、四环素、三甲氧苄二氨嘧啶),抗凝血剂(例如,双香豆素、双嘧达莫、新肮凝、苯茚二酮),抗抑郁药(例如,阿莫沙平、马普替林(例如,HCl)、米安色林(例如,HCl)、去甲替林(例如,HCl)、曲唑酮(例如,HCl)、曲米帕明(例如,马来酸盐)),抗糖尿病药(例如,醋磺己脲、氯磺丙脲、格列本脲、格列齐特、格列吡嗪、妥拉磺脲、甲苯磺丁脲),抗癫痫剂(例如,贝克拉胺、卡马西平、氯硝西泮、乙苯妥英、美索因、甲琥胺、甲苯比妥、奥卡西平、甲乙双酮、苯乙酰脲、苯巴比妥、苯妥英、苯琥胺、扑米酮、舒噻美、丙戊酸),抗真菌剂(例如,两性霉素、布康唑(例如,硝酸盐)、克霉唑、益康唑(例如,硝酸盐)、氟康唑、氟胞嘧啶、灰黄霉素、伊曲康唑、酮康唑、咪康唑、那他霉素、制霉菌素、硫康唑(例如,硝酸盐)、特比萘芬(例如,HCl)、特康唑、噻康唑、十一碳烯酸),抗痛风剂(例如,别嘌醇、丙磺舒、苯磺唑酮),抗高血压药(例如,氨氯地平、贝尼地平、达罗地平、地尔硫卓(例如,HCl)、二氮嗪、非洛地平、胍那苄(例如,醋酸盐)、伊拉地平、米诺地尔、尼卡地平(例如,HCl)、硝苯地平、尼莫地平、酚苄明(例如,HCl)、哌唑嗪(例如,HCl)、利血平、特拉唑嗪(例如,HCl)),抗疟药(例如,阿莫地喹、氯喹、氯丙胍(例如,HCl)、卤泛群(例如,HCl)、甲氟喹(例如,HCl)、氯胍(例如,HCl)、乙胺嘧啶、硫酸奎宁),抗偏头痛药物(例如,二氢麦角胺(例如,甲磺酸盐)、麦角胺(例如,酒石酸盐)、美西麦角(例如,马来酸盐)、苯噻啶(例如,马来酸盐)、琥珀酸舒马普坦),抗毒蕈碱剂(例如,阿托品、苯海索(例如,HCl)、比哌立登(biperiden)、普罗吩胺(例如,HCl)、莨菪碱、甲哌佐酯(例如,溴化物)、羟苄利明(例如,HCl)、托吡卡胺),抗癌剂以及免疫抑制剂(例如,氨鲁米特、安吖啶、硫唑嘌呤、白消安、苯丁酸氮芥、环孢菌素、达卡巴嗪、多柔比星、雌莫司汀、依托泊苷、洛莫司汀、美法仑、巯嘌呤、甲氨蝶呤、丝裂霉素、米托坦、米托蒽醌、紫杉醇、丙卡巴肼(例如,HCl)、他莫昔芬(例如,柠檬酸盐)、睾内酯),抗原虫剂(例如,苄硝唑、氯碘羟喹、地考喹酯、双碘喹啉、二氯尼特糠酸盐、二硝托胺、呋喃唑酮、甲硝哒唑、尼莫唑、硝基糠腙、奥硝唑、替硝唑),抗甲状腺剂(例如,卡比马唑、丙基硫尿嘧啶),抗焦虑药、镇静剂、安眠药以及精神抑制药(例如,阿普唑仑、异戊巴比妥、巴比妥、苯他西泮、溴西泮、溴哌利多、溴替唑仑、丁巴比妥、卡溴脲、利眠宁、氯美噻唑、氯丙嗪、氯巴占、氯噻西泮、氯氮平、地西泮、氟哌利多、炔己蚁胺、氟阿尼酮、氟硝西泮、氟丙嗪、三氟噻吨癸酸酯、氟奋乃静癸酸酯、氟西泮、氟哌啶醇、劳拉西泮、氯甲西泮、美达西泮、甲丙氨酯、甲喹酮、咪达唑仑、硝西泮、奥沙西泮、戊巴比妥、奋乃静匹莫齐特、丙氯拉嗪、舒必利、替马西泮、硫利达嗪、三唑仑、佐匹克隆),β-阻断剂(例如,醋丁洛尔、阿普洛尔、阿替洛尔、拉贝洛尔、美托洛尔、纳多洛尔、氧烯洛尔、吲哚洛尔、普萘洛尔),心脏正性肌力药物(例如,氨力农、洋地黄毒苷、地高辛、依诺昔酮、毛花苷C、甲地高辛),皮质类固醇(例如,倍氯米松、倍他米松、布地奈德、可的松(例如,醋酸盐)、去氧米松、地塞米松、氟氢可的松(例如,醋酸盐)、氟尼缩松、氟可龙、氟替卡松(例如,丙酸盐)、氢化可的松、甲泼尼龙、泼尼松龙、泼尼松、曲安西龙),利尿剂(例如,乙酰唑胺、阿米洛利、苄氟噻嗪、布美他尼、氯噻嗪、氯噻酮、依他尼酸、呋塞米、美托拉宗、螺旋内酯、氨苯喋啶),抗帕金森氏病的药物(例如,溴隐亭(例如,甲磺酸盐)、麦角乙脲(例如,马来酸盐)),胃肠病药(例如,比沙可啶、西咪替丁、西沙必利、地芬诺酯(例如,HCl)、多潘立酮、法莫替丁、洛哌丁胺、美沙拉嗪、尼扎替丁、奥美拉唑、昂丹司琼(例如,HCl)、雷尼替丁(例如,HCl)、柳氮磺吡啶),组胺H-受体拮抗剂(例如,阿伐斯汀、阿司咪唑、桂利嗪、塞克力嗪、赛庚啶(例如,HCl)、茶苯海明、氟桂利嗪(例如,HCl)、氯雷他定、美克洛嗪(例如,HCl)、奥沙米特、特非那定),调血脂药(例如,苯扎贝特、氯贝丁酯、非诺贝特、吉非贝齐、普罗布考),硝酸盐以及其他的抗心绞痛药(例如,硝酸戊酯、三硝酸甘油酯、二硝酸异山梨醇酯、单硝酸异山梨醇酯、四硝酸季戊四醇酯),阿片类镇痛药(例如,可待因、右旋丙氧吩、海洛因、双氢可待因、美普他酚、美沙酮、吗啡、纳布啡、喷他佐辛),性激素(例如,氯米芬(例如,柠檬酸盐)、达那唑、乙炔雌二醇、甲羟孕酮(例如,醋酸盐)、美雌醇、甲睾酮、炔诺酮、炔诺孕酮、雌二醇、结合的雌激素、黄体酮、司坦唑醇、己烯雌酚、睾酮、替勃龙),以及兴奋剂(例如,苯丙胺、右旋苯丙胺、右旋芬氟拉明、芬氟拉明、马吲哚)。本发明还包括这些试剂中任一试剂的类似物(例如,治疗有效的类似物)。
标记物
可将标记物与靶向部分相连,以用于诊断性和/或治疗性治疗。标记物的实施例包括可检测标记物,例如同位素、放射成像标记物、标示物、示踪物、荧光标记物(例如,若丹明)、以及报告分子(例如,生物素)。
发射合适辐射的放射成像剂的实施例(可检测的辐射-标记物)举例为铟-111,锝-99,或低剂量的碘-131。用于本发明的可检测标记物或标示物可为放射性标记物、荧光标记物、核磁共振活性标记物、发光标记物、发色团标记物、发射正电子的同位素(针对PET扫描器)、化学发光标记物、或酶标记物。荧光标记物包括但不局限于绿色荧光蛋白(GFP)、荧光素、以及若丹明。化学发光标记物包括但不局限于荧光素酶和β-半乳糖苷酶。酶标记物包括但不局限于过氧化物酶和磷酸酶。组胺标签还可以是检测标记物。例如,结合物可以包含载体部分和抗体部分(抗体或抗体片段)且可进一步包含标记物。该标记物可例如为医用同位素,例如但不局限于锝-99、碘-123和碘-131、铊-201、镓-67、氟-18、铟-111等等。
治疗性肽剂
治疗性肽剂包括基于蛋白或肽的广泛类型的试剂(例如,任何有用的基于肽或蛋白的药物)。示例性的治疗性肽剂包括但不局限于基于肽或蛋白的药物(例如,阳性药理学调节剂(激动剂)或药理学抑制剂(拮抗剂))等等。
结合物可为基本上由靶向部分和蛋白组成的治疗性多肽(例如,融合蛋白)。示例性的治疗性肽剂包括细胞毒素(例如,monomethyl auristatin E(MMAE)、细菌内毒素和外毒素、白喉毒素、肉毒杆菌毒素、破伤风毒素、百日咳毒素、葡糖球菌肠毒素、中毒性休克综合征毒素TSST-1,腺苷酸环化酶毒素、志贺菌毒素、和霍乱肠毒素),抗血管生成化合物(例如,内皮他丁、趋化因子、基质金属蛋白酶抑制剂(MMPI)、anastellin、玻连蛋白、抗凝血酶、酪氨酸激酶抑制剂、以及VEGF抑制剂),激素(例如,生长激素),以及细胞因子(例如,粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、白细胞介素、淋巴因子、以及趋化因子)。
可包含在本发明结合物中的其他治疗性肽剂为促肾上腺皮质激素(ACTH,促皮质素),生长激素肽(例如,人类胎盘催乳素(hPL)、生长激素和催乳素(Prl)),黑色素细胞刺激激素(MSH),催产素,抗利尿激素(ADH),促皮质素释放因子(CRF),促性腺激素释放激素相关肽(GAP),生长激素释放因子(GRF),促黄体激素释放激素(LH-RH),食欲素,催乳素释放肽,生长抑素,促甲状腺素释放激素(THR),降钙素(CT),降钙素前体肽,降钙素基因相关肽(CGRP),甲状旁腺激素(PTH),甲状旁腺激素相关蛋白(PTHrP),淀粉不溶素,胰高血糖素,胰岛素和胰岛素样肽,神经肽Y,胰多肽(PP),肽YY,生长抑素,胆囊收缩素(CKK),胃泌素释放肽(GRP),胃泌素,胃泌素抑制肽,促胃动素,肠促胰液素,血管活性肠肽(VIP),钠尿肽(例如,心房钠尿肽(ANP),B型钠尿肽(BNP),脑钠尿肽,以及C型钠尿肽(CNP)),速激肽(例如,神经激肽A,神经激肽B,以及P物质),P物质,血管紧张素(例如,血管紧张素I和血管紧张素II),肾素,内皮素(例如,内皮素-1、内皮素-2、内皮素-3、角蝰毒素(一种蛇毒)以及蝎子毒素),角蝰毒素肽,阿片肽(例如,酪啡肽、皮啡肽、内啡肽、脑啡肽、δ啡肽、强啡肽),胸腺肽(例如,促胸腺生成素、胸腺肽、胸腺喷丁、胸腺素、胸腺体液因子(THF)),肾上腺髓质素肽(AM),咽侧体抑素肽,淀粉样β-蛋白片段(Aβ片段),抗微生物肽(例如,防卫素、杀菌肽、buforin、以及爪蟾抗菌肽),抗氧化剂肽(例如,自然杀伤细胞增强因子B(NKEF-B)),铃蟾肽,骨Gla蛋白肽(例如,骨钙素(骨Gla蛋白,或BGP)),CART肽,细胞粘附肽,皮质抑素肽,纤连蛋白片段和纤维蛋白相关肽,FMRF肽,加兰肽,鸟苷蛋白和尿鸟苷素,以及抑制素肽。
特别地,该治疗性肽剂为神经降压素或神经降压素类似物,神经降压素受体激动剂,神经营养因子或神经营养因子类似物(例如,胶质细胞系源性神经营养因子(GDNF)或GDNF类似物,或脑源性神经营养因子(BDNF)或BDNF类似物),GLP-1激动剂,或瘦素或瘦素类似物。有关这些试剂的更多细节将在下面描述。
神经降压素或神经降压素类似物
神经降压素(NT)为在中枢神经系统和胃肠道中发现的13个氨基酸的肽。在大脑中,NT与多巴胺受体和其他神经递质系统相结合。外围NT作为消化系统和心血管系统两者上的旁泌性和内分泌性肽。由于NT不能穿过BBB且在全身给药后易被肽酶迅速降解,为了在脑中发挥其生物效应,需将NT注射或直接运输至大脑。临床前药理研究(其大部分涉及将NT直接注射至大脑)强烈地表明,NT受体激动剂可在临床上用于治疗神经精神性疾病,包括精神病、精神分裂症、帕金森氏病、疼痛,以及精神兴奋药的滥用。特别地,在多种动物研究中,在抗痛试验中,NT的心室内注射可引起低体温和镇痛作用。
治疗性肽可为神经降压素或神经降压素类似物。人类神经降压素为具有序列QLYENKPRRPYIL的13个氨基酸的肽。示例性的神经降压素类似物包括(VIP-神经降压素)混合型拮抗剂,乙酰神经降压素(8-13),JMV1193,KK13肽,神经调节肽N,神经调节肽N前体,神经降压素(1-10),神经降压素(1-11),神经降压素(1-13),神经降压素(1-6),神经降压素(1-8),神经降压素(4-13),神经降压素(6-13),神经降压素(8-13),Asp(12)-神经降压素(8-13),Asp(13)-神经降压素(8-13),Cit(8)-神经降压素(8-13),Lys(8)-神经降压素(8-13),Cit(9)-神经降压素(8-13),Lys(9)-神经降压素(8-13),N-甲基-Arg(8)-Lys(9)-新-Trp(11)-新-Leu(12)-神经降压素(8-13),神经降压素(9-13),神经降压素69L,Arg(9)-神经降压素,叠氮基苯甲酰-Lys(6)-Trp(11)-神经降压素,Gln(4)-神经降压素,碘代-Tyr(11)-神经降压素,碘代-Tyr(3)-神经降压素,N-α-(荧光素硫代氨基甲酰基)谷氨酰基(1)-神经降压素,Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13)(例如,NT1或KRRP(D-Y)IL),对-Glu(1)-神经降压素或对-Glu(1)-神经降压素-OH(例如,pELYENKPRRPYIL或pELYENKPRRPYIL-OH,其中“pE”表示L-焦谷氨酸),Phe(11)-神经降压素,Ser(7)-神经降压素,Trp(11)-神经降压素,Tyr(11)-神经降压素,大鼠NT77,PD149163,前神经降压素,硬脂酰-Nle(17)-神经降压素(6-11)VIP(7-28),99mTc-NT-XI,TJN950。以及血管活性肠肽-神经降压素混合物。
其他的神经降压素类似物包括具有一个或多个取代的缩短的神经降压素肽,包括取代成同一L氨基酸残基的相应的D-异构体。示例性的神经降压素类似物包括神经降压素(6-13)(KPRRPYIL)或神经降压素(7-13)(PRRPYIL)(例如,D-Lys(6)-神经降压素(6-13)),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Lys(6)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(6-13),D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-(9)-神经降压素(6-13),D-Pro(10)神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Phe(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(6-13),以及Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13)(例如,NT1或KRRP(D-Y)IL);以及神经降压素(8-13)(例如,D-Arg(8)-神经降压素(8-13)),D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Pro(10)神经降压素(8-13),D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),D-Trp(11)-神经降压素(8-13),D-Phe(11)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),以及D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(8-13),以及上述任何一种的乙酰化类似物的那些。
其他的神经降压素类似物包括具有一个或多个D-氨基酸取代(针对胃蛋白酶和胰蛋白酶的一个或多个切割位点)的那些类似物。神经降压素的示例性切割位点如图9所示,例如用于胃蛋白酶切割的C末端位置1、2、3、11、12、以及13以及用于胰蛋白酶切割的C末端的位置8。因此,本发明的神经降压素类似物还包括比具有一个或多个D氨基酸取代(针对神经降压素的位置1、2、3、8、11、12和13中的一个或多个位置)的神经降压素更短的多肽。
又其他的神经降压素类似物包括NT64L[L-新-Trp11]NT(8-13),NT72D[D-Lys9,D-新-Trp11,叔-Leu12]NT(9-13),NT64D[D-新-Trp11]NT(8-13),NT73L[D-Lys9,L-新-Trp11]NT(9-13),NT65L[L-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT73D[D-Lys9,D-新-Trp11]NT(9-13),NT65D[D-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT74L[DAB9,L-新-Trp11,叔-Leu12]NT(9-13),NT66L[D-Lys8,L-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT74D[DAB9,Pro,D-新-Trp11,叔-Leu12]NT(9-13),NT66D[D-Lys8,D-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT75L[DAB8L-新-Trp11]NT(8-13),NT67L[D-Lys8,L-新-Trp11]NT(8-13),NT75D[DAB8,D-新-Trp11]NT(8-13),NT67D[D-Lys8,D-新-Trp11]NT(8-13),NT76L[D-Orn9,L-新-Trp11]NT(8-13),NT69L[N-甲基-Arg8,L-Lys9L-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT76D[D-Orn9,D-新-Trp11]NT(8-13),NT69D[N-甲基-Arg8L-Lys9,D-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT77L[D-Orn9,L-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT71L[N-甲基-Arg8,DAB9L-新-Trp11,叔-leu12]NT(8-13),NT77D[D-Orn9,D-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT71D[N-甲基-Arg8,DAB9,D-新-Trp11,叔-leu12]NT(8-13),NT78L[N-甲基-Arg8,D-Orn9L-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),NT72L[D-Lys9,L-新-Trp11,叔-Leu12]NT(9-13),以及NT78D[N-甲基-Arg8,D-Orn9,D-新-Trp11,叔-Leu12]NT(8-13),其中新-Trp为(2-氨基-3-[1H-吲哚基]丙酸)。其他的神经降压素类似物包括β-乳张力蛋白(乳紧张素多肽,lactotensin)(NTR2选择性),JMV-449以及PD-149或PD-163(NTR1选择性;神经降压素的减少的酰胺键8-13片段)。
其他的神经降压素类似物包括具有修饰的氨基酸(例如,本文所述的任何一种)的那些类似物。神经降压素类似物还可为神经降压素受体激动剂。例如,神经降压素类似物可与其他NTR受体中的至少一种或两种相比,具有针对NTR1、NTR2或NTR3的选择性(例如,可至少2、5、10、50、100、500、1000,5000、10,000、50,000,或100,000倍更大地结合至或激活NTR1、NTR2、或NTR3中之一。
胶质细胞系源性神经营养因子(GDNF)或GDNF类似物
GDNF被分泌为二硫键连接的同型二聚体,可提供多巴胺能神经元、浦肯雅细胞、运动神经元、以及交感神经元的生存。可将具有一种或多种这些活性的GDNF类似物或片段用于本发明,且可利用本领域所孰知的任何方法来测试这些类似物和片段的活性。
人类GDNF表达为211个氨基酸的蛋白质(同工型1);185个氨基酸的蛋白质(同工型2),以及133个氨基酸的蛋白质。成熟的GDNF为134个氨基酸的序列,包括同工型1的氨基酸118-211,同工型2的氨基酸92-185。同工型3包括转化生长因子样结构域(来自氨基酸40-133)。GDNF的其他形式包括同工型1的氨基酸78-211。
在某些实施方式中,GDNF类似物为GDNF的剪接变体。这些蛋白描述于PCT公开号WO2009/053536,且其包括pre-(α)pro-GDNF,pre-(β)pro-GDNF和pre-(γ)pro-GDNF剪接变体,以及缺乏pre-pro区域:(α)pro-GDNF,(β)pro-GDNF以及pro-(γ)pro-GDNF的变体。
GDNF类似物还包括GDNF前体蛋白或生物学活性变体的片段。示例性的GDNF类似物包括Pro-Pro-Glu-Ala-Pro-Ala-Glu-Asp-Arg-Ser-Leu-Gly-Arg-Arg;Phe-Pro-Leu-Pro-Ala-Gly-Lys-Arg;FPLPA-酰胺,PPEAPAEDRSL-酰胺,LLEAPAEDHSL-酰胺,SPDKQMAVLP,SPDKQAAALP,SPDKQTPIFS,ERNRQAAAANPENSRGK-酰胺,ERNRQAAAASPENSRGK-酰胺,以及ERNRQSAATNVENSSKK-酰胺。其他的GDNF类似物描述于美国专利申请公开号2009/0069230和2006/0258576;以及PCT公开号WO2008/069876。
脑源性神经营养因子(BDNF)和BDNF类似物
BDNF是蛋白质的神经生长因子家族的糖蛋白。该蛋白被编码为247个氨基酸的多肽(同工型A),255个氨基酸的多肽(同工型B),262个氨基酸的多肽(同工型C),276个氨基酸的多肽(同工型D),以及329个氨基酸的多肽(同工型E)。成熟的119氨基酸的糖蛋白被加工(从较大的前体)产生可有利于神经元细胞群存活的神经营养因子。该成熟蛋白包括同工型A前蛋白的氨基酸129-247,同工型B前蛋白的氨基酸137-255,同工型C前蛋白的氨基酸144-162,同工型D前蛋白的氨基酸158-276或,同工型E前蛋白的氨基酸211(或212)-329。BDNF作用于TrkB受体和低亲和力的神经生长因子受体(LNGFR或p75)。BDNF可支持存在的神经元的神经元生存并还可促进新神经元的生长和分化。本发明的BDNF片段或类似物可具有上述活性中的任何一种。这些类似物和片段的活性可利用本领域内已知的任何方法测试。其他BDNF类似物描述于美国专利号6,800,607,美国专利申请公开号2004/0072291,以及PCT公开号WO96/15146。
GLP-1激动剂
可将本文所述的靶向部分结合至GLP-1激动剂。具体的GLP-1激动剂包括GLP-1,exendin-4,以及其类似物或片段。示例性的类似物如下所述。
可将GLP-1和GLP-1类似物用于本发明的结合物和治疗性多肽中。在某些实施方式中,GLP-1类似物为可被截断的肽,可具有野生型序列(例如,人类野生型序列)的一个或多个取代,或可具有其他的化学修饰。GLP-1激动剂还可为非肽化合物,例如,如美国专利号6,927,214中所述。具体的类似物包括LY548806,CJC-1131,和利拉鲁肽(Liraglutide)。
GLP-1类似物可为GLP-1的截短形式。GLP-1肽可被截短1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、15、20或更多残基(从其N末端,其C末端,或其组合)。在某些实施方式中,截短的GLP-1类似物为GLP-1(7-34),GLP-1(7-35),GLP-1(7-36)或GLP-1(7-37)的人类肽或其C末端的酰胺化形式。
GLP-1类似物可包括取代,例如,在位置8除了丙氨酸之外的氨基酸或在位置22除了甘氨酸之外的氨基酸(例如,[Glu22]GLP-l(7-37)OH,[Asp22]GLP-l(7-37)OH,[Arg22]GLP-l(7-37)OH,[Lys22]GLP-l(7-37)OH,[Cya22]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Glu22]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Asp22]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Arg22]GLP-l(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,[GIy8,Cya22]GLP-1(7-37)OH,[Glu22]GLP-l(7-36)NH2,[Asp22]GLP-l(7-36)NH2,[Arg22]GLP-1(7-36)NH2,[Lys22]GLP-1(7-36)NH2,[Cya22]GLP-1(7-36)NH2,[Val8,Glu22]GLP-l(7-36)NH2,[Val8,Asp22]GLP-l(7-36)NH2,[Val8,Arg22]GLP-l(7-36)NH2,[Val8,Lys22]GLP-l(7-36)NH2,[Val8,Cya22]GLP-l(7-36)NH2,[Gly8,Glu22]GLP-l(7-36)NH2,[Gly8,Asp22]GLP-l(7-36)NH2,[Gly8,Arg22]GLP-l(7-36)NH2,[Gly8,Lys22]GLP-l(7-36)NH2,[Gly8,Cya22]GLP-l(7-36)NH2,[Val8,Lys23]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Ala27]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Glu30]GLP-l(7-37)OH,[Gly8,Glu30]GLP-l(7-37)OH,[Val8,His35]GLP-l(7-37)OH,[Val8,His37]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Glu22,Lys23]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Glu22,Glu2]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Glu22,Ala27]GLP-l(7-37)OH,[Val8,Gly34,Lys35]GLP-l(7-37)OH,[Val8,His37]GLP-1(7-37)OH,[Gly8,His37]GLP-1(7-37)OH));或在位置7用N-酰基化或N-烷基化的氨基酸取代((例如,[D-His7]GLP-l(7-37),[Tyr7]GLP-1(7-37),[N-乙酰基-His7]GLP-l(7-37),[N-异丙基-His7]GLP-l(7-37),[D-Ala8]GLP-l(7-37),[D-Glu9]GLP-l(7-37),[Asp9]GLP-l(7-37),[D-Asp9]GLP-l(7-37),[D-Phe10]GLP-l(7-37),[Ser22,Arg23,Arg24,Gln26]GLP-1(7-37),以及[Ser8,Gln9,Tyrl6,Lys18,Asp21]GLP-1(7-37))。其他GLP-1类似物描述于美国专利号5,545,618,5,574,008,5,981,488,7,084,243,7,101,843,和7,238,670。
还可将exendin-4和exendin-4类似物用于本发明的结合物和治疗性多肽中。本发明的化合物可包括exendin-4序列的片段。exendin-4具有序列:
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
具体的exendin-4类似物包括具有半胱氨酸取代(例如,[Cys32]exendin-4);赖氨酸取代(例如,[Lys39]exendin-4);亮氨酸取代(例如,[Leu14,Phe25]exendin-4酰胺,[Leu14,Phe25]exendin-4(1-28)酰胺,以及[Leu14,Ala22,Phe25]exendin-4(1-28)酰胺);或exendin片段(例如,exendin-4(1-30),exendin-4(1-30)酰胺,exendin-4(1-28)酰胺,以及exendin-4(1-31))的那些类似物。其他exendin类似物描述于美国专利号7,157,555,7,220,721和7,223,725;以及美国专利申请公开号2007/0037747。
瘦素和瘦素类似物
瘦素为脂肪因子,因此治疗性肽剂可包括脂肪因子或其类似物。脂肪因子包括脂连素、瘦素和抵抗素。脂连素包括人、小鼠、和大鼠的脂连素。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,鼠瘦素类似物,聚乙二醇化的瘦素,以及甲硫氨酰基人瘦素。抵抗素包括人、小鼠、和大鼠抵抗素。该瘦素可为切割的序列(例如,人序列的氨基酸22-167)或全长蛋白质。用于本发明的多肽可为这些肽或蛋白中的任何一种或者与这些肽或蛋白中的任何一种基本上相同。
瘦素类似物可为OB受体激动剂。在某些实施方式中,OB受体激动剂为OB-Rb形式的激动剂,其为下丘脑中发现的主要受体或OB-R形式,其发现于血脑屏障处并参与瘦素的输送。
免疫球蛋白和其片段
该治疗性肽剂可为免疫球蛋白(也称为“抗体”并且在本领域内理解为包含由一个或多个多肽(基本由免疫球蛋白基因编码的)组成的蛋白质)。公认的人类免疫球蛋白基因包括κ、λ、α(IgA1和IgA2)、γ(IgG1,IgG2,IgG3,IgG4)、δ、ε和μ恒定区基因,以及多个免疫球蛋白可变区基因,且由这些基因编码的免疫球蛋白可用于本发明组合物中。由氨基末端的可变区基团(大约110个氨基酸)以及羧基末端的κ或λ恒定区基因编码全长免疫球蛋白“轻链”(大约25kDa和214个氨基酸)。类似地,由可变区基因(大约116个氨基酸)以及其他上述恒定区基因中的一个,例如γ(编码大约330个氨基酸),来编码全长免疫球蛋白重链(大约50kDa和446个氨基酸)。可用于结合在本发明组合物中的抗体或免疫球蛋白可包括源自人类或非人类来源的CDR。免疫球蛋白的框架可为人类的、人源化的、或非人类的,例如,修饰以降低在人体内抗原性的鼠框架,或合成框架,例如,共有序列。
如前所述,本发明组合物还包括与生物分子特异性结合的免疫球蛋白片段且由于它们特异性或选择性地结合被从中得到它们的完整免疫球蛋白结合的相同生物分子,我们可将这些片段称为抗体的“抗体结合部分”。涵盖在术语“片段”中的结合部分的实施例包括(i)Fab片段(由VLC、VHC、CL以及CH1结构域组成的单价片段);(ii)F(ab').sub.2片段(包含在铰链区通过二硫桥连接的两个Fab片段的二价片段);(iii)由VHC和CH1结构域组成的Fd片段;(iv)由抗体单臂的VLC和VHC结构域组成的Fv片段,(v)dAb片段((Ward等人,Nature341:544-546(1989)),其由VHC结构域组成;以及(vi)具有足够特异性结合的框架的单独的互补性决定区(CDR),例如可变区的抗原结合部分。可利用重组方法,通过可使其制成单一蛋白链(其中VLC和VHC区配对形成单价分子(称为单链Fv(scFv);涵盖于本文所使用的术语“免疫球蛋白”中;参见例如Bird等人,Science242:423-426(1988);以及Huston等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA85:5879-5883.(1988)))的合成接头,将轻链可变区的片段或抗原结合部分和重链可变区的抗原结合部分(例如Fv片段的两个结构域,VLC和VHC)相连。可利用本领域普通技术人员所熟知的传统技术获得免疫球蛋白和其片段,且可针对与完整抗体相同方式筛选这些片段的功用。Fab片段可源于用木瓜蛋白酶切割四聚体抗体;Fab'和F(ab')2片段可通过由胃蛋白酶切割而产生。
还可将人类免疫球蛋白或抗体用于本发明组合物中,人类免疫球蛋白或抗体包含多肽(其中框架残基对应于人类种系序列且CDR源自V(D)J重组和体细胞突变)。然而,人类抗体还可包含在人类种系免疫球蛋白核酸序列中不被编码的氨基酸残基(例如,在体外由随机诱变或位点特异性诱变引起的突变)。已证明在体内人类可变基团的体细胞突变导致了框架残基突变(见Nat.Immunol.2:537,(2001))。尽管框架发生突变,该抗体还称为“人类的”(指定其来源)。小鼠抗体可变结构域也包含框架残基中的体细胞突变(参见Sem.Immunol.8:159(1996))。免疫球蛋白还可为多克隆的或单克隆的,且可为单特异性、二特异性、或三特异性。该免疫球蛋白可是亲和性成熟的,且可对结合的免疫球蛋白中任何一种进行分离(例如,从获得它们的动物或细胞中纯化至某种程度)。本发明和术语“免疫球蛋白”还可包含单链抗体以及嵌合的、人源化的或CDR接枝的抗体,以及嵌合的或CDR接枝的单链抗体(含有源自不同物种的部分)。
包含于本发明组合物中的免疫球蛋白可包括标记物(例如,用作标示物或报告序列或有利于其附连至其上的抗体序列的纯化的多肽)。适宜的标记物包括FLAG标签,组氨酸标签,或酶活性或荧光蛋白。可替代地,或另外地,这些抗体可包括毒素。
运输载体
结合物可包括结合或包含任何治疗剂(例如,如本文所述的)的任何有用的运输载体。本发明的运输载体可包括任何脂质、碳水化合物、或可运输试剂(例如,治疗剂,如本文所述的那些治疗剂)的聚合物类组合物。运输载体包括脂质载体(例如,脂质体、胶团、和polyplex)以及聚合物类载体,例如树枝状聚合物。其他的运输载体包括纳米颗粒,其包括二氧化硅、脂质、碳水化合物、或其他的药学上可接受的聚合物。运输载体可保护试剂(例如,本文所述的任何一种)免遭降解,因此提高了这些化合物的药理学半衰期和生物有效性。
可利用任何生物相容性脂质或可形成脂质载体(例如,脂质体、胶团和lipoplex)的脂质的组合,来形成脂质载体。将试剂包封在脂质载体中可保护试剂免遭破坏或降解或促进其进入细胞。由于电荷的相互作用(例如,阳离子脂质载体和阴离子细胞膜),脂质载体与细胞膜发生相互作用并融合,从而将试剂释放至细胞质。脂质体为包含脂质分子、多肽-脂质结合物、以及脂质组分中的一种或多种的双层囊泡。lipoplex为通过阳离子脂质分子形成的脂质体(以将全部的正电荷给予脂质体)。胶团为具有单层表面活性剂或脂质分子的囊泡。
脂质体
在某些实施方式中,脂质载体为脂质体。通常地,所使用的脂质可形成双分子层且带阳离子。适合的脂质分子的种类包括磷脂(例如,磷脂酰胆碱)、脂肪酸、糖脂、神经酰胺、甘油酯、以及胆固醇,或其任何组合。可替代地或另外地,脂质载体可包括中性脂质(例如,二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE))。可形成脂质载体的其他脂质为本领域内所熟知的且本文进行说明。
如本文使用的,“脂质分子”为具有疏水性头部部分和亲水性尾部部分分子并且可形成脂质体。可对脂质分子进行可选择地修饰,以包含亲水性聚合物基团。这些脂质分子的实施例包括1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000]以及1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[羧基(聚乙二醇)-2000]。
脂质分子的实施例包括天然脂质,例如心脂质(CL),磷脂酸(PA),磷脂酰胆碱(PC),磷脂酰乙醇胺(PE),磷脂酰甘油(PG),磷脂酰肌醇(PI),以及磷脂酰丝氨酸(PS);鞘脂类,例如,鞘氨醇,神经酰胺,鞘磷脂,脑苷脂,硫苷脂,神经节苷脂,以及植物鞘氨醇;阳离子脂质,例如,1,2-二油酰基-3-三甲基铵-丙烷(DOTAP),1,2-二油酰-3-二甲基铵-丙烷(DODAP),二甲基双十八烷基铵溴化物(DDAB),3-[3-[-N-(N',N'-二甲基氨基乙烷)氨甲酰]胆固醇(DC-Chol),N-[1-(2,3,-双十四烷基氧基)丙基]-N,N-二甲基-N-羟乙基铵溴化物(DMRIE),N-[1-(2,3,-二油烯基氧基)丙基]-N,N-二甲基-N-羟基乙基铵溴化物(DORIE)以及1,2-二-O-十八烷烯基-3-三甲基铵丙烷(DOTMA);卵磷脂,例如,1,2-双十二烷酰-sn-甘油-3-乙基磷酸胆碱,1,2-双十二烷酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DLPC),1,2-双十四酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DMPC),1,2-双十六烷酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DPPC),1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DSPC),1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC),以及1-十六烷酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(POPC);磷酸乙醇胺,例如,1,2-二丁酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺,1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DSPE),1,2-双十四酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DMPE),1,2-双十六烷酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DPPE),1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺(DOPE),以及1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-(戊二酰);磷脂酸,例如,1,2-双十四酰-sn-甘油-3-磷酸盐,1,2-双十六烷酰-sn-甘油-3-磷酸盐,以及1,2-双油酰-sn-甘油-3-磷酸盐;磷脂酰甘油,例如,双十六烷酰磷脂酰甘油(DMPC),1,2-双十四酰-sn-甘油-3-磷酸-(1'-rac-甘油),以及1,2-双油酰-sn-甘油-3-磷酸-(1'-rac-甘油);磷酯酰丝氨酸,例如,1,2-双十四酰-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸,1,2-双十六烷酰-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸,以及1,2-双油酰-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸;心脂质,例如,l',3'-双[1,2-双十四酰-sn-甘油-3-磷酸]-sn-甘油;以及PEG-脂质结合物,例如1,2-双十六烷酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-750],1,2-双十六烷酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000],1,2-双十六烷酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-5000],1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[甲氧基(聚乙二醇)-2000]以及1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺-N-[羧基(聚乙二醇)-2000]。
市售的脂质组合物包括来自Invitrogen公司的LipofectamineTM2000和;Promega公司的和TransfastTM;来自Sigma-Aldrich公司的NeuroPORTERTM和EscortTM;来自Roche的;以及来自Strategene的。熟知的脂质组合物包括特洛伊木马脂质体技术(Trojan Horse Lipsome)(如Boado,Pharm.Res.24:1772-1787(2007)中所述)。
脂质体还可包括有助于脂质体形成或稳定的其他组分。这些组分的实施例包括胆固醇,抗氧化剂(例如,α-生育酚、β-羟基甲苯胺),表面活性剂,以及盐。
可使用或不使用接头,通过共价键或非共价键(例如,离子相互作用,捕获或物理封装,氢键,吸收,吸附,范德瓦尔斯力,或其任何组合),将脂质分子结合至靶向部分。
脂质体可为包含脂质分子(包括多肽-脂质结合物和有助于脂质体形成和稳定的其他组分)的任何有用的组合。本领域内的技术人员应当知道如何使有利于特定试剂的包封、脂质体的稳定、按比例放大反应条件、或任何其他相关因素的组合达到最佳化。示例性组合描述于Boado,Pharm.Res.24:1772-1787(2007)。在一个实施例中,脂质体包含93%POPC,3%DDAB,3%二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)-PEG2000,以及1%与靶向部分共价连接的DSPE-PEG2000。
通常通过一般性的两步法来生产脂质体。在第一步中,将脂质和脂质组分混合于挥发性有机溶剂或溶剂混合物中,以确保获得均匀的脂质混合物。溶剂的实施例包括氯仿、甲醇、环己烷、和叔丁醇。然后去除溶剂,以便在薄膜、粉末或颗粒中形成干燥的脂质混合物。还可利用任何熟知的分析技术,去除溶剂,例如,通过利用氮,旋转蒸发,喷雾干燥,冷冻干燥,以及真空干燥。
在第二步中,利用水溶液对该干燥的脂质混合物进行水合,以形成脂质体。将试剂加入水溶液中,这导致用包裹性试剂形成脂质体。可替代地,首先,利用第一水溶液形成脂质体,然后将其暴露于包含试剂的另一种水溶液中。可通过任何熟知的技术来促进试剂的包封,例如,通过重复的冻融循环、超声,或混合。该方法的另外的实施例描述于Boado,Pharm.Res.24:1772-1787(2007)。可替代地,将试剂结合至疏水部分(例如,胆固醇),以生产亲脂性衍生物并将该亲脂性衍生物与其他脂质分子一起使用以形成脂质体。
在第二个步骤中,所述的干燥脂质混合物可以或不可以包含多肽-脂质结合物。该方法可选择地包括多个额外步骤,包括,对水溶液进行加热,使其温度超过脂质分子的相转变温度(在将其加入干燥的脂质混合物之前),其中具体的温度范围包括约40℃至约70℃;对干燥脂质混合物和水溶液的组合进行孵化,其中具体的时间范围包括约30分钟至约2小时;在孵化期间,将该干燥的脂质混合物与水溶液进行混合,例如,通过涡旋混合,摇晃,搅拌,或搅动;向水溶液中加入非电解质,确保生理渗透压,例如,含0.9%盐、5%葡萄糖和10%蔗糖的溶液;破坏较大的多层囊泡,例如通过挤出或超声处理;以及用多肽-脂质结合物额外地孵化预先形成的脂质体,其中干燥的脂质混合物不包含脂质分子。在该水合步骤中,本领域内的技术人员可确定具体温度和孵化时间,以确保将衍生的脂质分子结合到脂质体中或获得稳定的脂质体。
可在脂质体形成过程中的任何一点加入多肽-脂质结合物。在一个实施例中,在形成干燥的脂质混合物期间,将该多肽-脂质结合物加至脂质和脂质组分中。在另一个实施例中,将该多肽-脂质结合物加至用包含脂质和脂质组分的干燥的脂质混合物预先形成的脂质体中。在另一个实施例中,用多肽-脂质结合物,形成胶团,用干燥的脂质混合物(包含脂质和脂质组分),形成脂质体,然后将胶团和脂质体一起孵化。所述的水溶液可包括额外的组分,以稳定试剂或脂质体,例如,缓冲剂,盐,螯合剂,盐水,葡萄糖,蔗糖等等。
在该方法的一个实施例中,利用包含试剂的水溶液对干燥薄膜(由脂质混合物组成)进行水合。首先将该混合物加热至50℃,持续30分钟,然后将其冷却至室温。其次,将该混合物转移至包含多肽-脂质结合物的干燥薄膜上。然后在37℃下,对该混合物孵化2小时,以便将所述的多肽-脂质结合物结合到包含试剂的脂质体中。参见,例如,Zhang等人,J.Control.Release112:229-239(2006)。
polyplex
将含试剂的聚合物的复合物称为polyplex。polyplex通常由阳离子聚合物组成且可通过与阴离子试剂(例如,多聚核苷酸)的离子相互作用对其产生进行调节。在某些情况下,polyplex不能将结合的试剂释放至细胞质中。为此目的,必须与内体溶解试剂(用来溶解胞吞期间产生的内体)(例如,失活的腺病毒)一起共转染。在某些情况下,聚合物(如聚乙烯亚胺)具有它们自己的内体裂解方法(壳聚糖和三甲基壳聚糖同样如此)。polyplex描述于例如美国专利申请公开号2002/0009491;2003/0134420和2004/0176282中。
可用本文所述的任何聚合物和共聚物来形成polyplex,其中可进一步衍生无电荷的或阴离子的聚合物,以包含阳离子侧链。阳离子侧链的实施例为胺,它们通常在生理条件下被质子化。可用于形成polyplex的示例性聚合物包括聚胺,如聚赖氨酸,聚精氨酸,聚酰胺基胺,以及聚乙烯亚胺。
树枝状聚合物
树枝状聚合物为球形的高度支化的高分子。可以用多种方式,对颗粒表面进行功能化且可通过其表面确定得到的结构的多种特性。具体地,有可能构建阳离子的树枝状聚合物(即,具有正表面电荷的物质)。当存在遗传物质(例如DNA或RNA)时,电荷互补性使得多聚核苷酸与阳离子的树枝状聚合物发生短暂结合。当达到其目的地时,树枝状聚合物-多聚核苷酸复合物通过内吞作用被吞入细胞或通过转胞吞作用跨过BBB。树枝状聚合物描述于例如美国专利号6,113,946和7,261,875。
可通过本领域内所熟知的任何方法来生产树枝状聚合物。在发散方法中,首先构建树枝状聚合物的核心,然后在后继步骤中,由核心向外构建,以形成枝状结构。在收敛方法中,单独地构建树枝状聚合物的楔形物(wedge)(或树突),其中在后继步骤中由这些分子向内构建(这可以组成树枝状聚合物外表面)。可使用相同或不同的聚合单体,来形成不同的树突。然后,将树突共价结合至核心分子或结构,以形成树枝状聚合物。这些方法的另外的实施例描述于Svenson等人,Adv.Drug.Deliv.Rev.57:2106-2129(2005)。
对于聚酰胺基胺(PAMAM)树枝状聚合物而言,该树枝状聚合物的核心通常包含氨基基团。示例性的核心分子包括氨;二胺分子,例如乙二胺,1,4-二氨基丁烷,1,6-二氨基己烷,1,12-二氨基十二烷,以及胱胺;以及三胺分子,例如三乙醇胺。在加成反应的第一个步骤中,利用聚合单体来构建核心(通过单体与核心氨基基团的反应),形成四支链分子。然后,二胺分子和聚合单体随后进行加成反应进一步构建树枝状聚合物。
与氨基基团反应的聚合单体的实施例包括用来形成PAMAM树枝状聚合物的甲基丙烯酸酯;以及用来形成聚(丙烯亚胺)树枝状聚合物的丙烯腈。PAMAM树枝状聚合物的实施例和树枝状聚合物的合成反应在美国专利号4,507,466,5,527,524,以及5,714,166中提出。用三乙醇胺核心形成的PAMAM树枝状聚合物的实施例在Wu等人,Chem.Comm.3:313-315(2005);以及Zhou等人,Chem.Comm.22:2362-2364(2006)中提出。树枝状聚合物的合成可包括额外的步骤,例如,将保护基团添加至活化基团,以阻止分子内反应;以及添加脱保护步骤,以去除保护基团。
除了PAMAM树枝状聚合物外,还可利用其他类型的树枝状聚合物。对于磷树枝状聚合物而言,该树枝状聚合物的核心包含P=O基团。示例性的核心分子包括环三磷腈基团和硫代磷酰基基团。聚合单体的实施例包括苯氧甲基(甲基肼叉)基团。可替代地,该树枝状聚合物为具有聚酯核心结构的超支化聚合物。这类树枝状聚合物的实施例包括超支化的2,2-二(羟基甲基)丙酸聚酯-16-羟基。
树枝状聚合物的外表面基团可具有多种功能基团,包括酰胺基乙醇,酰胺基乙基乙醇胺,氨基,己基酰胺,羧酸酯,琥珀酰胺,三甲氧基甲硅烷基,三(羟基甲基)酰胺甲烷,以及3-甲酯基吡咯烷基团。另外,可进一步用偶联剂对这些功能基团进行处理,以形成活化基团(如本文所定义的)。
在一个具体实施例中,将聚酰胺基胺树枝状聚合物结合至包含亲水性聚合物基团:α-马来酰亚胺-ω-N-羟基琥珀酰亚胺聚乙二醇(MW3400)的多价接头。聚酰胺基胺树枝状聚合物表面上的氨基基团与接头的末端N-羟基琥珀酰亚胺基活化基团发生反应。然后,对该衍生的树枝状聚合物进行纯化,过滤,再将其溶解于盐水中。其次,使衍生的树枝状聚合物的末端马来酰亚胺基团与靶向部分的巯基基团发生反应。如果多肽不包含巯基基团,那么多肽中存在的氨基基团可与N-琥珀酰亚胺-S-乙酰基硫基醋酸酯或N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰基硫基丙酸酯发生反应,从而引入保护的巯基基团。可替代地,可以合成该多肽,以包含额外的半胱氨酸基团。通过将试剂和衍生的树枝状聚合物孵化于溶剂中并对该混合物进行涡旋,将试剂结合至衍生的树枝状聚合物。这些方法的另外的实施例描述于Ke等人,J.Pharm.Sci.97:2208-2216(2008);Huang等人,J.Gene Med11:754-763(2009);Huang等人,Biomaterials29:238-246(2008);以及Liu等人,Biomaterials30:4195-4202。
在另一个具体实施例中,将聚酰胺基胺树枝状聚合物结合至包含脂族基团:4-磺基琥珀酰亚胺基-6-甲基-α-[(2-吡啶二硫基)甲苯酰胺基]己酸酯的多价接头。聚酰胺基胺树枝状聚合物表面上的氨基基团与接头的末端磺基琥珀酰亚胺基活化基团发生反应。然后,对该衍生的树枝状聚合物进行纯化并将其溶解于盐水中。其次,使该衍生的树枝状聚合物的末端吡啶二硫基基团与多肽的巯基基团发生反应。通过将试剂和该衍生的树枝状聚合物孵化于溶剂中并对该混合物进行涡旋,将试剂结合至该衍生的树枝状聚合物。这些方法的另外的实施例描述于Kang等人,Pharm.Res.22:2099-2106(2005)。
可通过多种方法,将试剂结合至衍生的树枝状聚合物,例如,通过共价和非共价结合(例如,离子相互作用、捕获或物理封装,氢键,吸收,吸附,范德瓦尔斯力,或其任何组合)。
纳米颗粒
可将纳米颗粒用作本发明的运输载体。如本文所使用的,“纳米颗粒”为大小在约1纳米至约100纳米的胶体的、聚合的或元素的颗粒。纳米颗粒可由二氧化硅、碳水化合物、脂质或聚合物分子组成。分子可包埋在纳米颗粒基质中或者吸附在其表面上。在一个实施例中,纳米颗粒可由生物可降解的聚合物组成,例如聚(丁基氰丙烯酸酯)(PBCA)。元素纳米颗粒的实施例包括碳纳米颗粒和氧化铁纳米颗粒,其随后可用油酸(OA)-普卢兰尼克涂覆。在该方法中,将药物(例如,疏水性或水不溶性药物)加载到纳米颗粒中(如Jain等人,Mol.Pharm.2:194-205(2005)中所述)。其他的纳米颗粒可由二氧化硅制得,并且包括例如在Bums等人,Nano Lett.9:442-448(2009)中所述的那些。
纳米颗粒可由任何有用的聚合物形成。聚合物的实例包括生物可降解的聚合物,例如聚(氰基丙烯酸丁基酯),聚(丙交酯),聚(乙交酯),聚-ε-己内酯,聚(琥珀酸丁烯酯),聚(琥珀酸乙烯酯),以及聚(对-二氧环己酮);聚(乙二醇);聚-2-羟基乙基甲基丙烯酸酯(聚(HEMA));共聚物,例如,聚(丙交酯-共聚-乙交酯),聚(丙交酯)-聚(乙二醇),聚(聚(乙二醇)氰基丙烯酸酯-共聚-十六基氰基丙烯酸酯),以及聚[HEMA-共聚-甲基丙烯酸];蛋白质,例如,纤维蛋白原,胶原,明胶,和弹性蛋白;以及多糖,例如,支链淀粉、α-直链淀粉、和壳聚糖。
可通过任何有用的方法来生产聚合的纳米颗粒。利用溶剂蒸发方法,将聚合物和试剂溶解于溶剂中,形成纳米乳剂,然后蒸发溶剂。可利用合适的溶剂体系和表面活性剂来获得水包油或油包水纳米乳剂。该方法可选择地包括过滤、离心、超声处理、或冻干。利用纳米沉淀方法,在第一溶剂中,形成聚合物和试剂的溶液。然后,将该溶液加至可与第一溶剂混溶但不溶解聚合物的的第二溶剂。在相分离期间,自发地形成纳米颗粒。利用乳液聚合方法,将单体分散于水溶液以形成胶团。水溶液中的引发剂基团(例如,羟基离子)引发单体的阴离子聚合。在乳液聚合方法的另一个变体中,将试剂用作促进阴离子聚合的引发剂自由基。例如,试剂(为感光剂)引发氰基丙烯酸酯单体的聚合。另外的方法包括透析,离子凝胶法,界面聚合,以及用致孔剂的溶剂浇铸。
在溶剂蒸发法的一个实施例中,聚合物为包含亲水性聚合物基团:聚(氨基聚(乙二醇)氰基丙烯酸酯-共聚-十六基氰基丙烯酸酯)的氰基丙烯酸酯共聚物,如Stella等人,J.Pharm.Sci.89:1452-1464(2000)所述对其进行合成。将聚合物和试剂加入有机溶剂,其中通过加入水溶液对该混合物进行乳化。然后,在减压下,蒸发有机溶剂并对最终的纳米颗粒进行冲洗和冻干。在试剂为转铁蛋白的具体实施例中,利用高碘酸钠对转铁蛋白的碳水化合物部分上的末端羟基基团进行处理,形成醛基并将氧化的转铁蛋白加至纳米颗粒。该方法的另外的实施例描述于Li等人,lnt.J.Pharm.259:93-101(2003);以及Yu等人,Int.J.Pharm.288:361-368(2005)。
在乳液聚合法的一个实施例中,将单体滴加至酸性水溶液中。搅拌混合液,以促进聚合,然后中和。随后,对该纳米颗粒进行过滤、离心、超声处理、和冲洗。在该方法的一个具体实施例中,提供了氰基丙烯酸丁基酯单体的单体且水溶液还包含葡聚糖(在盐酸的稀释水溶液中)。为了引入试剂,将聚(氰基丙烯酸丁基酯)纳米颗粒进行冻干并将其重新悬浮于盐水中。在持续的搅拌下,将试剂加至含纳米颗粒的盐水溶液中。可替代地,在聚合过程期间,加入试剂。可用表面活性剂(例如聚山梨酯80)来可选地涂覆这些纳米颗粒。该方法的另外的实施例描述于Kreuter等人,BrainRes.674:171-174(1995);Kreuter等人,Pharm.Res.20:409-416(2003);以及Steiniger等人,Int.J.Cancer25109:759-767(2004)。
其他的纳米颗粒包括固体脂质纳米颗粒(SLN)。SLN方法描述于例如Kreuter,Ch.24,In V.P.Torchilin(ed),Nanoparticles as Drug Carriers pp.527-548,Imperial College Press,(2006)。用于固体脂质纳米颗粒的脂质分子的实施例包括硬脂酸和修饰的硬脂酸,例如,硬脂酸-PEG2000;大豆卵磷脂;以及乳化蜡。固体脂质纳米颗粒可选择地包括其他组分,包括表面活性剂,例如,泊洛沙姆188Brij72,Brij78,聚山梨酯80(吐温80);以及盐,例如,牛磺胆酸钠。可通过针对脂质体讨论的多种方法将试剂引入固体脂质纳米颗粒中,其中这些方法可进一步包括高压均化,以及微乳液的分散。
在一个实施例中,SLN包括硬脂酸,Epicuron2000(表面活性剂),以及装载有试剂(例如,抗癌剂,如多柔比星、妥布霉素、伊达比星,或紫杉醇,或紫杉醇衍生物)的牛黄胆酸钠。在另一个实施例中,SLN包括硬脂酸、大豆卵磷脂、以及泊洛沙姆188。SLN还可由聚乙二醇2-硬脂酰醚(Brij72)或乳化蜡和聚乙二醇20-硬脂酰醚(Brij78)的混合物制得(参见,例如,Koziara等人,Pharm.Res.20:1772-1778,2003)。在制造固体脂质纳米颗粒的一个实施例中,通过将表面活性剂(例如,Brij78或吐温80)加入处于50℃至55℃水中的乳化蜡的混合物中,形成微乳剂。乳化蜡是蜡状固体,其由十六十八醇制备并包含山梨聚糖的脂肪酸酯的聚氧乙烯衍生物。在搅拌期间,通过冷却混合物,形成纳米颗粒。通过将试剂加入包含处于水中的乳化蜡的加热混合物中,引入试剂。该方法的另外的实施例描述于Koziara等人,Pharm.Res.20:1772-1778(2003)。
纳米颗粒还可包括纳米大小的胶团。胶团可由本文所述的任何聚合物形成。用于形成胶团的示例性聚合物包括嵌段共聚物,例如,聚(乙二醇)以及聚(ε-己内酯)。在一个具体实施方式中,通过利用α-甲氧基-ω-羟基-聚(乙二醇)作为大分子引发剂,通过ε-己内酯的控制的开环聚合,合成PEO-b-PCL嵌段共聚物。为了形成胶团,将PEO-b-PCL嵌段共聚物溶解于有机溶剂中(例如,四氢呋喃),然后,加入去离子水,形成胶团溶液。随后蒸发有机溶剂,获得纳米大小的胶团。
在某些实施方式中,可通过用表面活性剂涂覆,改变纳米颗粒的特性。可利用任何生物相容的表面活性剂,例如,聚山梨酯表面活性剂,如聚山梨酯20、40、60和80(吐温80);泊洛沙姆表面活性剂,如188泊洛沙姆908和1508;以及Brij表面活性剂,如Brij72和Brij78。在其他实施方式中,将表面活性剂共价结合至纳米颗粒(如PCT公开号WO2008/085556中所述)。该方法可降低毒性(通过防止表面活性剂从纳米颗粒滤出)。可选择地,可用表面活性剂涂覆纳米颗粒。
可选择地,可对纳米颗粒进行修饰,以包含亲水性聚合物基团(例如,聚(乙二醇)或聚(丙二醇))。可通过共价结合亲水性聚合物基团,对纳米颗粒表面进行修饰。可替代地,通过利用包含亲水性聚合物基团的聚合物,形成纳米颗粒,例如,聚[甲氧基聚(乙二醇)氰基丙烯酸酯-共聚-氰基丙烯酸十六基酯]。可选择地,对纳米颗粒进行交联(具体地其可用于蛋白类的纳米颗粒)。
可通过任何有用的方法将治疗剂引入纳米颗粒。可在纳米颗粒形成时,形成前或形成后,将试剂结合到纳米颗粒中。在一个实施例中,在形成纳米颗粒前,将试剂加入含有聚合物或单体的溶剂中。在另一个实施例中,通过吸附,将试剂结合到预先形成的纳米颗粒中。在又另一个实施例中,将试剂共价结合至纳米颗粒。该试剂可被物理吸附至纳米颗粒的表面(使用用表面活性剂进一步涂覆纳米颗粒的可选步骤)。表面活性剂的实施例包括聚山梨酯80(吐温80)。该方法的另外的实施例描述于Kreuter,Nanoparticular Carriers for Drug Delivery to the Brain,Chapter24,inTorchilin(ed.),Nanoparticulates as Drug Carriers(2006),Imperial CollegePress。
基于碳水化合物的传输方法
可将基于碳水化合物的聚合物(如壳聚糖)用作运输载体(例如,在胶团或纳米颗粒的形成中)。因为壳聚糖聚合物可为两亲性的,这些聚合物尤其可用于传输疏水性试剂(例如,本文所述的那些疏水性试剂)。示例性的壳聚糖聚合物包括季铵棕榈酰基乙二醇壳聚糖,它们可如Qu等,Biomacromolecules7:3452-3459,2006中说明的进行合成。
混合法
一些混合法结合了两种或多种技术,并可用于将本发明的结合物给予受试者的细胞、组织、或器官。例如,病毒体结合了脂质体和失活的病毒。与单独的病毒或脂质体方法相比,这种结合可更有效地将基因转移至呼吸道上皮细胞中。其他方法涉及将其他的病毒载体与阳离子脂质或杂交病毒混合。
多聚体靶向部分、结合物、以及治疗性多肽
本发明的化合物还包含本文所述的靶向部分、结合物、以及治疗性多肽的多聚体(例如,二聚体或三聚体)形式。通过化学键,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,如本文所述的那些接头)连接靶向部分。示例性的多聚体靶向部分、结合物、以及治疗性多肽如下所述。本文所述的任何接头均可用于多聚体靶向部分、结合物、以及治疗性多肽(例如,多价接头)。
多聚体靶向部分
在某些实施方式中,所述的多聚体靶向部分为二聚体,其具有式:
A1-X-A2,
其中A1和A2各自独立地为靶向部分(例如,本文所述的任一靶向部分)且X为接头。该接头可为本文所述任一接头。在具体实施方式中,该接头包含马来酰亚胺基部分并结合至肽载体(例如,N末端或C末端半胱氨酸残基已添加至其上的肽载体)中存在的半胱氨酸。
在其他实施方式中,多聚体靶向部分具有或包含选自由以下组成的组的化学式:
其中A1、A2、A3、Am、以及每个Ap独立地为靶向部分(例如,本文所述的任一靶向部分);X、X1和每个Xp独立地为将两个靶向部分连接在一起的接头(例如,本文所述的任一接头);n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;m为n+2;且p为2至n+1的整数。在具体实施方式中,n为1,且化合物具体式:
较高级的多聚体靶向部分还可由下式描述:
其中A1、A2、每个Aq、每个Ar和每个As独立地为靶向部分(例如,本文所述任一靶向部分);A3为靶向部分或不存在;X,每个Xq,每个Xr以及每个Xs独立地为连接靶向部分的接头;m,n和p各自独立地为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;q为4至m+3的整数;r为m+4至m+n+3的整数;以及s为m+n+4至m+n+p+3的整数。
在一些实施方式中,多聚体靶向部分包括针对多肽本文所述的任何修饰或进一步结合(例如,翻译后加工或通过化学修饰,包括泛素化、聚乙二醇修饰、乙酰化、酰化、环化、酰胺化、氧化、硫酸化、形成半胱氨酸或共价连接一个或多个治疗剂)。
多聚体结合物
可将所述的治疗剂或运输载体连至一个或多个的多聚体靶向部分,以连接(例如,通过共价键)形成多聚体结合物或治疗性多肽。
可通过分子的靶向部分的部分或通过分子的接头部分,来结合包含治疗剂和二聚体靶向部分的化合物。其中将试剂连至(例如,通过接头,其中该接头为化学接头,肽或共价键如肽键)靶向部分的本发明化合物可由下式表示:
其中A1和A2各自独立地为靶向部分(例如,本文所述的任何靶向部分);X为连接A1和A2的接头(例如,化学接头,肽,或共价键);B1为治疗剂或运输载体;并且Y1为连接B1和A1的接头。
在某些实施方式中,将两个或两个以上(例如,3、4、5、6、7、8、9或10)治疗剂或运输载体连至一个或两个靶向部分。这些化合物可由下式表示:
其中A1、A2和X如上所定义;m为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;p为1至m的整数;q为m+1至m+n的整数;每个Bp和每个Bq独立地为治疗剂或运输载体(例如,本文所述的任何治疗剂或运输载体);且每个Yp和每个Yq分别独立为将每个Bp或每个Bq连至A1或A2的接头。
在其他实施方式中,通过连接靶向部分(形成二聚体)的接头,将治疗剂或运输载体连至(例如,通过共价键或化学接头,如本文所述的那些)二聚体。这些化合物可具有式:
其中A1和A2为靶向部分(例如,本文所述的任何靶向部分);B为治疗剂或运输载体;并且X为连接A1、A2和B的接头。
在其他实施方式中,可将治疗剂或运输载体连至接头和靶向部分两者。这些化合物可由下式表示:
其中A1和A2独立地为靶向部分;Bz为试剂或不存在;m为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;p为1至m的整数;q为m+1至m+n的整数;每个Bp和Bq独立地为治疗剂或运输载体(例如,本文所述的任何治疗剂或运输载体);且每个Yp和Yq分别独立地为将每个Bp或每个Bq连至A1或A2的接头,其中下述的至少一种(例如,至少两种)为真:(i)B1存在;(ii)m为至少1;以及(iii)n为至少1。
本发明的化合物还包括三聚体靶向部分。其中通过其中这些靶向部分之一,将该三聚体靶向部分连至单一试剂,该化合物可具有下式之一:
其中A1,A2和A3各自独立地为靶向部分(例如,本文所述的任一靶向部分);X1和X2为接头;B1为治疗剂或运输载体;且Y1为将B1连至靶向部分(例如,A1,A2和A3)或接头X1的接头。
在其他实施方式中,将三聚体靶向部分结合至一个或一个以上的治疗剂或运输载体。这类结合可通过靶向部分或通过一个或多个接头。这些化合物可包括下式之一:
其中A1,A2和A3为靶向部分;n,m和j为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;每个Bp,每个Bq以及每个Br独立地为治疗剂或运输载体(例如,本文所述的任何治疗剂或运输载体);Bz和By独立地为治疗剂或运输载体或不存在;X1为连接A1,A2和Bz的接头(如果存在);X2为连接A2,A3和By的接头(如果存在)。在某些实施方式中,n、m或j中的至少一个为至少1,Bz存在或By存在,在其他实施方式中,Bp,Bq,Br,By和Bz中至少两个(例如,至少3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25或30)存在。
本发明化合物还可包括更高级的靶向部分多聚体(例如,四聚体,五聚体等等)。这些多聚体可通过下式描述:
其中A1,A2,每个Aq,每个Ar和每个As独立地为靶向部分;A3为靶向部分或不存在;X,每个Xq,Xr和Xs独立地为连接靶向部分的接头;m,n和p各自独立地为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;q为4至m+3的整数;r为m+4至m+n+3的整数;且s为m+n+4至m+n+p+3的整数。可将一个或多个试剂连至该式的接头(X,任一Xq,Xr或Xs)或靶向部分(A1,A2,A3,每个Aq,每个Ar和每个As),以形成较高级的多聚体结合物。
多聚体治疗性多肽
本发明还包含多聚体治疗性多肽。在一个实施方式中,该多聚体治疗性多肽采用融合蛋白的形式。该融合蛋白可包括2、3、4、5或更多个靶向部分(通过肽键直接连接或通过肽接头)。在一个实施例中,融合蛋白二聚体可通过下式描述:
其中A1和A2独立地为靶向部分(例如,本文所述的任何一种)且X为(a)连接A1和A2的肽键或(b)通过肽键连至A1和A2的一个或多个氨基酸。在某些实施方式中,所述的肽接头为单个氨基酸(例如,天然存在的氨基酸),柔性接头,刚性接头,或α-螺旋接头。可用于本发明的示例性肽接头将在下面标题为“氨基酸和肽接头”的部分中描述。在某些实施方式中,A1和A2为相同的靶向部分。
融合蛋白多聚体可通过下式描述:
其中n为或至少为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;m为2至n+1的整数;A1和每个Am独立地为靶向部分(例如,本文所述的任一靶向部分);且每个Xn独立地为(a)连接A1和A2的靶向部分或(b)通过肽键连至相邻靶向部分(A1或An)的一个或多个氨基酸。
在某些实施方式中,形成多聚体的靶向部分可各自为少于50、40、35、30、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7或6个氨基酸(在长度上)。融合蛋白可少于1,000,500,250,150,100,90,80,75,70,65,60,55,50,45,40或35个氨基酸(在长度上)。
修饰的多肽
本发明使用的靶向部分、治疗性肽剂、和治疗性多肽可具有修饰的氨基酸序列。在某些实施方式中,所述修饰不会显著破坏希望的生物活性(例如,穿过BBB的能力或激动剂活性)。所述修饰可降低(例如,至少5%、10%、20%、25%、35%、50%、60%、70%、75%、80%、90%或95%),可不影响,或可提高(至少5%、10%、25%、50%、100%、200%、500%或1000%)初始多肽的生物活性。修饰的肽或多肽可具有或可优化多肽特性,例如,体内稳定性,生物利用度,毒性,免疫活性,免疫一致性,和结合特性。
修饰包括通过自然方法的那些修饰,例如翻译后加工,或通过本领域所熟知的化学修饰技术。修饰可发生在多肽的任何位置,包括多肽主链、氨基酸侧链和氨基或羧基末端。在给定多肽的多个位置可存在相同或不同程度的同一类型的修饰且多肽可包含一个类型以上的修饰。由于泛素化,多肽可发生支化,且它们可为环状(具有或不具有分支)。环状、分支以及分支环状多肽可源于自然的翻译后加工或可通过合成获得。其他的修饰包括聚乙二醇化,乙酰化,酰化,添加乙酰胺甲基(Acm)基团,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,共价结合至黄素、共价结合至血红素部分,共价结合核苷酸或核苷酸衍生物,共价结合药物,共价结合标示物(荧光的或放射性的),共价结合脂质或脂质衍生物,共价结合磷脂酰肌醇,交联,环化,形成二硫键,去甲基化,形成共价交联,形成胱氨酸,形成焦谷氨酸酯,甲酰化,γ-羧基化,糖基化,形成GPI锚定物,羟基化,碘化,甲基化,豆蔻酰化,氧化,蛋白水解加工,磷酸化,异戊烯化,外消旋作用,硒化,硫酸化,转运RNA介导的将氨基酸加至蛋白例如精氨酰化和泛素化。
修饰的多肽还可包含氨基酸的插入、缺失或取代,保守性或非保守性(例如,D-氨基酸,脱氨基酸)的多肽序列(例如,其中这些变化不显著地改变多肽的生物活性)。具体地,将一个或多个半胱氨酸残基添加至本发明任何多肽的氨基或羧基末端,促进这些多肽的结合(例如,通过二硫键)。例如,P1在N末端具有半胱氨酸残基。氨基酸取代可以是保守性的(即,其中一个残基被另一个相同的一般性类型或基团取代)或非保守性的(即,其中一个残基被另一类型的氨基酸取代)。另外,非天然存在的氨基酸可取代天然存在的氨基酸(即,非天然存在的保守性氨基酸取代或非天然存在的非保守性氨基酸取代)。
合成制得的多肽可包括不是由DNA自然编码的氨基酸(例如,非天然存在或非天然的氨基酸)取代。非天然存在的氨基酸的实施例包括D-氨基酸,具有与半胱氨酸的硫原子相连的乙酰基氨基甲基基团的氨基酸,聚乙二醇化的氨基酸,具有式NH2(CH2)nCOOH(其中n为2至6)的ω氨基酸,中性非极性氨基酸,例如肌氨酸,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。苯基甘氨酸可取代Trp,Tyr或Phe;瓜氨酸和甲硫氨酸亚砜为中性非极性的,半胱磺酸为酸性,且鸟氨酸为碱性。脯氨酸可被羟基脯氨酸取代且保留了提供特性的构象。
类似物可通过取代性诱变来产生,并且保留了初始多肽的生物活性。取代(确定为“保守性取代”)的实施例如表1所示。如果这些取代导致不希望的改变,那么引入其他类型的取代(称为表1中的“示例性取代”或如参照氨基酸种类本文进一步描述的),并对产物进行筛选。
多肽衍生物和类肽物
除了由天然存在的氨基酸组成的多肽外,类肽物或多肽类似物还可以被本发明包含,且可形成用于本发明化合物的靶向部分或肽/多肽试剂。多肽类似物一般用于制药工业(作为具有与模板多肽特性类似特性的非肽药物)。非肽化合物称为“肽类似物”或类肽物(Fauchere等人,Infect.Immun.54:283-287(1986)以及Evans等人,J.Med.Chem.30:1229-1239(1987))。可利用在结构上与治疗上有用的肽或多肽相关的肽类似物产生等效或增强的治疗性或预防性效果。一般地,类肽物在结构上与示范多肽(即,具有生物学或药理学活性的多肽)如天然存在的受体结合的多肽类似,但具有可选择地被连接如-CH2NH-,-CH2S-,-CH2-CH2-,-CH=CH-(顺式或反式),-CH2SO-,-CH(OH)CH2-,-COCH2-等等取代的一个或多个肽连接(通过本领域内熟知的方法(Spatola,Peptide Backbone Modifications,VegaData,1:267,1983;Spatola等人,Life Sci.38:1243-1249,1986;Hudson等人,lnt.J.Pept.Res.14:177-185,1979;以及Weinstein,1983,Chemistry andBiochemistry,of Amino Acids,Peptides and Proteins,Weinstein eds,MarcelDekker,NewYork)。这些多肽类似物可比天然存在的多肽具有显著的优势,包括更经济的生产,更强的化学稳定性,增强的药理学特性(例如,半衰期,吸附,功效,和效率),降低的抗原性等等。
虽然本文所述的靶向部分可有效地穿过BBB或靶向特定的细胞类型(例如,本文所述的那些),但它们的效力会被存在的蛋白酶减弱。同样地,用于本发明的肽/多肽试剂的效力也类似地减弱。血清蛋白酶需要特定底物,包括L氨基酸,以及用于切割的肽键。另外,肽链端解酶(它代表血清中蛋白酶活性的最主要组分)通常作用于多肽的第一个肽键并需要游离的N末端(Powell等,Pharm.Res.10:1268-1273,(1993))。鉴于此,利用修饰形式的多肽通常是有利的。修饰的多肽保留了初始L氨基酸多肽的结构特性,但有利地不易被蛋白酶和/或肽链端解酶切割。
可利用具有相同类型的D氨基酸(例如,对映异构体;D-赖氨酸代替L-赖氨酸)的共有序列的一个或多个氨基酸的系统性取代,形成更稳定的多肽。因此,本文所述的多肽衍生物或类肽物可以是全部L-,全部D-,或混合的D、L多肽。由于肽酶不能将D氨基酸用作底物(Powell等,Pharm.Res.10:1268-1273(1993)),N末端或C末端的D氨基酸的存在提高了多肽的体内稳定性。反向D多肽为包含D氨基酸的多肽(相对于包含L氨基酸的多肽以反向序列排列)。因此,L氨基酸多肽的C末端残基变成D氨基酸多肽的N末端,且依此类推。反向D多肽保留了相同的三级构象,因此具有与L氨基酸多肽相同的活性,但是在体外和体内对酶的降解具有更高的稳定性,且因此比原始多肽,具有更好的治疗功效(Brady和Dodson,Nature368:692-693,1994以及Jameson等人,Nature368:744-746(1994))。除了反向D多肽外,可通过本领域内所熟知的方法,来产生包含共有序列或基本相同的共有序列变化的受限多肽(Rizo等人,Ann.Rev.Biochem.61:387-418,(1992))。例如,可通过添加能形成二硫桥的半胱氨酸残基来产生受限多肽,并因此产生环状多肽。环状多肽具有非游离的N末端或C末端。因此,它们不易被肽链端解酶蛋白水解,尽管它们(当然)易被肽链内切酶水解(该酶不在多肽末端切割)。具有N末端或C末端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分别与它们对应的多肽序列(除了存在N末端或C末端D氨基酸残基之外)或它们的环状结构具有一致性。
可通过常规的固相合成(同时在针对环化选择的位置处(如氨基或羧基末端)引入适宜的S-保护的半胱氨酸或同型半胱氨酸残基),制备包含分子内二硫键的环状衍生物(Sah等人,J.Pharm.Pharmacol.48:197(1996))。在链组装完成后,(1)通过借助相应的两个游离的SH功能团的随后在支持物上的氧化,选择性地去除S-保护基团,形成S-S键,然后通过从支持物常规地去除产物和适宜的纯化步骤,进行环化,或(2)通过从支持物去除多肽(连同完全的侧链脱保护),然后通过在较高稀释的水溶液中氧化游离的SH功能团,进行环化。
可通过常规的固相合成(同时在针对环化选择的位置,引入合适的氨基和羧基侧链保护的氨基酸衍生物),制备包含分子内酰胺键的环状衍生物。可通过常规的固相化学(同时在针对环化选择的位置引入氨基酸残基(具有适当的氨基保护侧链)和适当的S-保护的半胱氨酸或同型半胱氨酸残基),制备包含分子内-S-烷基键的环状衍生物。
赋予肽酶(作用于多肽的N末端或C末端残基)耐受性的另一种有效方法是在多肽末端添加化学基团,使得修饰的多肽不再是肽酶的底物。一种这样的化学修饰为在任一末端或两个末端对多肽进行糖基化。某些化学修饰(具体地,N末端糖基化)已显示可提高人血清中多肽的稳定性(Powell等人,Pharm.Res.10:1268-1273(1993))。提高血清稳定性的其他化学修饰包括但不局限于,添加N末端烷基基团,其由1至20个碳原子的低级烷基组成,例如乙酰基,和/或添加C末端酰胺或取代的酰胺基团。具体地,本发明包括由具有N末端乙酰基基团和/或C末端酰胺基基团的多肽组成的修饰多肽。
本发明还包括含额外化学部分(通常不是多肽部分)的其他类型多肽衍生物,其条件是该衍生物保留了多肽希望的功能活性。这类衍生物的实施例包括(1)氨基末端或另一个游离氨基基团的N-酰基衍生物,其中酰基基团可为链烷酰基基团(例如,乙酰基,己酰基,辛酰基),芳酰基基团(例如,苯甲酰基)或阻断基团,例如F-moc(芴基甲基-O-CO-);(2)羧基末端或另一个游离的羧基或羟基基团的酯;(3)羧基末端或通过与氨或与合适的胺反应产生的另一个游离的羧基基团的酰胺;(4)磷酸化衍生物;(5)与抗体或其他生物学配体结合的衍生物和其他类型的衍生物。
本发明还包含将额外氨基酸残基添加至本文所述多肽所产生的较长多肽序列。可预料该较长的多肽序列具有与上述多肽相同的生物活性和特异性(例如,细胞趋向性)。虽然不排除具有大量额外氨基酸的多肽,应该认识到一些大的多肽可假定掩蔽有效序列的构象,从而阻止其结合至靶向部分(例如,LRP受体家族的成员,如LRP或LRP2)。这些衍生物可作为竞争性拮抗剂。因此,虽然本发明包含本文所述的多肽或具有延伸物的多肽衍生物,理想地,该延伸物不会破坏多肽或其衍生物的细胞靶定活性。
本发明所涵盖的其他衍生物是由直接地或通过间隔物共价连接彼此的(如通过丙氨酸残基的短片段或通过蛋白水解的假定位点(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))的两个相同的或两个不同的多肽(如本文所述的),组成的双组分多肽。
本发明还包括含有本文所述多肽或其片段(在其氨基或羧基末端,或两者,连至不同蛋白的氨基酸序列)的嵌合或融合蛋白的多肽衍生物。该嵌合或融合蛋白可通过编码蛋白质的核酸的重组表达来生产。例如,嵌合或融合蛋白可包含与希望的多肽之一共享至少7个氨基酸,所述希望的多肽可产生具有等效或更大的功能活性的嵌合或融合蛋白。
确定类肽物的测定法
如上所述,用于复制本文所述多肽的主链几何形状和药效团显示(类肽物)的非肽化合物通常具有更大的代谢稳定性、更高的功效、更长的作用时间和更好的生物利用度的性质。
类肽物化合物可使用本领域内所熟知的组合库方法中许多方法中任何一种来获得,包括生物库,空间可寻址平行固相或溶液相库,需要去卷积的合成库方法,“一球粒一化合物”库方法,以及利用亲和层析选择的合成库方法。生物库方法限制于肽库,而其他的四个方法适用于肽、非肽类低聚物、或小分子的化合物库(Lain,Anticancer Drug Des.12:145(1997))。在本领域内可找到用于合成分子库的方法的实施例,例如在:DeWitt等人,(Proc.Natl.Acad,Sci.USA90:6909(1993));Erb等人,(Proc.Natl.Acad.Sci.USA91:l1422(1994));Zuckermann等人,(J.Med.Chem.37:2678(1994));Cho等人,(Science261:13031993));Carell等人,(Angew.Chem.lnt.Ed.Engl.33:2059(1994)and ibid2061);以及在Gallop等人,(Meal.Chem.37:1233(1994))。化合物库可存在于溶液中(例如,Houghten,Biotechniques13:412-421(1992))或在球粒(Lam,Nature354:82-84(1991)),芯片(Fodor,Nature364:555-556(1993),细菌或孢子(美国专利号5,223,409),质粒上(Cull等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA89:1865-1869(1992))上或在噬菌体(Scott和Smith,Science249:386-390(1990)),或荧光素酶,以及通过将适当的底物转化成产物进行确定而检测的酶标记物上。
一旦确定了本文所述的多肽,可通过许多标准方法对其进行分离和纯化,包括但不局限于,溶解度差异(例如,沉淀),离心,色谱(例如,亲和色谱、离子交换色谱、和尺寸排阻色谱),或通过用于纯化肽、类肽物、或蛋白质的任何其他标准技术。可利用本领域内熟知的任何功能性测定法,评估感兴趣的已确定的多肽的功能性特性。理想地,使用用于评估下游受体功能(在细胞内信号传导方面)的测定法(例如,细胞增殖)。
例如,本发明的类肽物可利用以下三阶段过程获得:(1)扫描本文所述多肽,确定用于靶向本文所述特定细胞类型所需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主链几何形状并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,显示候选物(设计成模仿天然多肽所希望的活性)库中的有机药效团。更详细的三阶段如下所述。在阶段1中,扫描引导候选多肽并删减其结构,以确定其活性的要求。合成原始多肽的一系列多肽类似物。在第2阶段中,利用构象受限的二肽替代物,来研究最好的多肽类似物。将吲哚-2-酮,吲哚-9-酮和喹嗪酮氨基酸(分别为I2aa,I9aa和Qaa)用作研究最好的肽候选物的主链几何形状的平台。可将这些以及相关的平台(综述见Halab等人,Biopolymers55:101-122(2000)以及Hanessian等人,Tetrahedron53:12789-12854(1997))引入多肽的特定区域,以在不同方位定位药效团。这些类似物的生物评估确定了提高的引导多肽(lead polypeptide)(其模拟活性所需的几何形状)。在阶段3中,利用源自最有活性的引导多肽(lead polypeptide)的平台显示药效团(负责天然肽的活性)的有机替代物。采用平行合成方式,将药效团和支架结合。可利用本领域熟知方法,通过其他手段,完成多肽的衍生和上述阶段。
可利用由多肽、多肽衍生物、类肽物或本文所述的其他小分子确定的结构功能关系,来精制和制备具有相似或更好特性的类似分子结构。因此,本发明的化合物还包括共享本文所述多肽的结构、极性、电荷特性和侧链特性的分子。
综上所述,基于本文所公开的,本领域内的技术人员可开发出用于确定化合物(用于将试剂靶向至特定细胞类型(例如,本文所述的那些))的肽和类肽物筛选测定法。可将本发明的测定法开发成低通量、高通量或超高通量筛选形式。本发明的测定法包括易于自动化的测定法。
疾病和病症
可利用本发明化合物治疗多种疾病和病症。由于本发明化合物可穿过BBB或进入特定细胞类型(例如,肝脏、眼睛、肺、肾、脾、肌肉、或卵巢),使用本发明的结合物或治疗性多肽可以增强神经系统疾病的治疗(包括神经退行性疾病和癌症),以及与特定细胞类型相关疾病的治疗。
递送至特定的目标细胞类型和目标组织
可利用本发明的化合物,将治疗剂或运输载体递送至多种器官和组织(例如,肝脏、眼睛、肺、肾、脾、肌肉、或卵巢)。根据本发明,靶向部分可促进治疗剂在组织中积累,例如受试者的肝脏(肝组织),眼睛(眼组织),肺(肺组织),肾脏(肾组织),脾(脾组织),肌肉(肌肉组织),和卵巢(卵巢组织)。因此,这些化合物可用于治疗与这些组织相关的疾病(例如,癌症,如本文所述的任一癌症;感染,如细菌感染或病毒感染;或炎症病症)。
示例性肝脏疾病包括阿米巴肝脓肿,肝硬化,播散性球孢子菌病,药物引起的胆汁淤积,血色素沉着症,A型肝炎,B型肝炎,C型肝炎,D型肝炎,肝细胞癌,肝癌,酒精引起的肝病,原发性胆汁性肝硬化,化脓性肝脏脓肿,瑞氏综合征,硬化性胆管炎,以及威尔森氏病。可通过给予结合至甲硝唑的治疗组分,来治疗阿米巴肝脓肿。例如通过给予结合至α-干扰素、拉米夫定、阿德福韦酯、恩替卡韦、或其他的抗病毒试剂的治疗性部分,来治疗B型肝炎。例如,通过给予结合至聚乙二醇化的干扰素或利巴韦林、或其组合的治疗性部分,来治疗C型肝炎。示例性的肺部疾病包括肺癌,如小细胞癌(例如,燕麦细胞癌),混合型小细胞/大细胞癌,复合性小细胞癌,以及转移性肿瘤。转移性肿瘤可源于任何组织的癌,包括乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、肉瘤、膀胱癌、神经母细胞瘤、以及威尔曼瘤。示例性的脾脏疾病包括癌症,如淋巴瘤、非何杰金淋巴瘤、和某些T细胞淋巴瘤。
本文所述的靶向部分可将治疗剂或运输载体靶向至特定细胞类型(例如,本文所述的那些)。由于本发明的结合物将治疗剂或运输载体运输至特定组织,结合物可产生较低毒性(例如,较低副作用),较高疗效(例如,因为试剂聚集至目标组织中(由于增加的吸收或降低的从组织或细胞中排出)或因为当结合时,试剂具有更大的稳定性),或它们的组合。这些活性在下面以及在国际公开号WO2007/009229中进行描述,其在此引用作为参考。因此,本发明的特征还在于治疗患有疾病或病症(例如,与目标组织相关的任何疾病或病症,如癌症)的受试者的方法(通过为受试者给予结合物或包含本发明结合物的组合物),其中所述的结合物包括治疗剂,其剂量低于(例如,低5%,10%,15%,20%,30%,50%,70%,80%,90%,95%,98%,99%,99.9%)单独的治疗剂的剂量。
癌症的治疗
可利用包含抗癌试剂的本发明化合物来治疗任何大脑或中枢神经系统疾病(例如,脑癌如胶质母细胞瘤,星形细胞瘤,胶质瘤,髓母细胞瘤,和少突细胞瘤,神经胶质瘤,室管膜瘤,以及脑膜瘤)。本发明的化合物(例如,P1至P6)可用于运输至肝脏、眼睛、肺、肾、脾、肌肉、或卵巢,且还可与合适的治疗剂结合使用,用于治疗与这些组织相关的疾病(例如,癌症,如肝细胞癌、肝癌、小细胞癌(例如,燕麦细胞癌)、混合型小细胞/大细胞癌、复合性小细胞癌、以及转移性肿瘤)。转移性肿瘤可源于任何组织的癌,包括乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、肉瘤、膀胱癌、神经母细胞瘤、威尔曼瘤、淋巴瘤、非何杰金淋巴瘤、和某些T细胞淋巴瘤)。可利用本发明的组合物治疗的其他示例性癌症包括肝细胞癌,乳腺癌,头部和颈部癌症包括各种淋巴瘤,如套细胞淋巴瘤、非何杰金淋巴瘤,腺瘤,鳞状细胞癌,喉癌,视网膜癌,食道癌,多发性骨髓瘤,卵巢癌,子宫癌,黑色素瘤,结直肠癌,膀胱癌,前列腺癌,肺癌(包括非小细胞肺癌),胰腺癌,宫颈癌,头部和颈部癌症,皮肤癌,鼻咽癌,脂肪肉瘤,上皮癌,肾细胞癌,胆囊腺癌,腮腺癌,子宫内膜肉瘤,多药耐受性癌症;以及增生性疾病和病症,例如与肿瘤血管生成相关的新血管形成,黄斑变性(例如,湿性/干性AMD),角膜新生血管,糖尿病视网膜病,新生血管性青光眼,近视性变性以及其他的增生性疾病和病症,例如再狭窄和多囊肾疾病。可利用有效地运过BBB的载体治疗的脑癌包括神经胶质瘤,混合型神经胶质瘤,多形性成胶质母细胞瘤,星形细胞瘤,纤维状细胞性星形细胞瘤,胚胎发育不全性神经上皮性肿瘤,少突神经胶质瘤,室管膜瘤,寡星状细胞瘤,髓母细胞瘤,成视网膜细胞瘤,神经母细胞瘤,生殖细胞瘤,以及畸胎瘤。
基于神经降压素的治疗
本发明的化合物可用于任何合适的治疗应用(其中神经降压素活性的作用是有利的)。在大脑中,NT与多巴胺受体以及其他神经递质系统相关联。外围性NT在消化系统和心血管系统上用作旁泌性和内分泌性肽。神经降压素可用于多种治疗性应用,包括精神疾病,代谢紊乱,以及疼痛。由于神经降压素已显示在与精神分裂症相关的大脑区域中可调节神经传递,神经降压素和神经降压素受体激动剂已被提议用作抗精神病试剂。
因为本文所述的多肽可将试剂运过BBB,本发明的化合物还可用于治疗神经系统疾病,例如神经退行性疾病或中枢神经系统(CNS)、周围神经系统、或自主神经系统(例如,当神经元丢失或恶化时)的其他病症。神经降压素已表明可用作抗精神病药物,并且因此其可用于治疗疾病如精神分裂症和双相障碍。许多神经退行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。神经退行性疾病包括亚历山大病,Alper疾病,阿尔茨海默氏症,肌萎缩性侧索硬化症(ALS;即Lou Gehrig病),共济失调毛细血管扩张,Batten病(Spielmeyer-Vogt-Sjogren-Batten病),牛海绵状脑病(BSE),卡纳万病,科克因综合症,皮质基底节变性,克雅氏病,亨廷顿氏病,人类免疫缺陷病毒伴发性痴呆,肯尼迪氏病,克拉伯病,Lewy体痴呆,马查多-约瑟夫病(Machado-Joseph disease)(脊髓小脑型共济失调III型),多发性硬化症,多系统萎缩,发作性睡病,神经性疏螺旋体病,帕金森氏病,佩利措伊斯-梅茨巴赫病(Pelizaeus-Merzbacherdisease),匹克氏病,原发性侧索硬化症,朊病毒病,雷夫叙姆病,谢耳德氏病(即,脑白质肾上腺萎缩症),精神分裂症,脊髓小脑性共济失调,脊髓性肌萎缩,斯-里-奥疾病(Steele-Richardson Olszewski disease),以及脊髓痨。
可利用本发明的化合物来降低受试者的体温。由于已证明体温的降低对受试者(他们正患有或近期曾患有中风、脑缺血、心脏缺血、或神经损伤,如脊髓损伤)有利,所以该治疗可用于减少这些病症的并发症。
神经降压素还已知具有止痛效果。因此,本发明的化合物可用于降低受试者的疼痛。受试者可患急性疼痛(例如,选自由以下组成的组:机械痛、热痛、冷痛、缺血性疼痛、以及化学物引起的疼痛)。其他类型的疼痛包括外围或中枢神经疼痛,炎症性疼痛,与偏头痛相关的疼痛,与头痛相关的疼痛,与肠易激综合征相关的疼痛,与纤维肌痛症相关的疼痛,关节炎疼痛,骨骼疼痛,关节疼痛,肠胃疼痛,肌肉疼痛,心绞痛,面部疼痛,骨盆疼痛,跛行,术后疼痛,创伤后疼痛,紧张型疼痛,分娩疼痛,妇科疼痛,或化疗引起的疼痛。
有证据表明神经降压素可用于治疗代谢紊乱;参见例如美国专利申请号2001/0046956。因此,本发明化合物可用于治疗这些紊乱。所述的代谢紊乱可为糖尿病(例如,I型糖尿病或II型糖尿病),肥胖症,由肥胖症引起的糖尿病,高血糖症,血脂异常,高甘油三酯血症,X综合征,胰岛素耐受性,葡萄糖耐量降低(IGT),糖尿病血脂异常,高脂血症,心血管疾病,或高血压。所述受试者可以是超重的,肥胖的,或患有暴食症。
神经降压素还被认为可治疗受试者的药物成瘾或降低药物滥用(尤其是精神兴奋药)。因此,本发明化合物可用于治疗药物成瘾或药物滥用,如苯丙胺,甲基苯丙胺,3,4-亚甲基二氧基甲基苯丙胺,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的化合物可用于治疗任何疾病或病症(其中提高的神经元存活率(例如,降低神经元的死亡率)或提高神经元形成速率是有利的)。这些病症包括神经退行性紊乱,例如,选自由以下组成的组的紊乱:聚谷氨酰胺扩展性疾病(例如,亨廷顿氏病(HD),齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩,肯尼迪病(也称为脊髓延髓性肌萎缩症),以及脊髓小脑性共济失调(例如,1型,2型,3型(也称为马查多-约瑟夫病),6型,7型,和17型)),其他的三核苷酸重复扩展紊乱(例如,脆性X综合征、脆性XE智力低下、弗里德赖希氏共济失调、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,阿尔珀氏病,阿尔茨海默氏病,肌萎缩性侧索硬化症(ALS),共济失调性毛细血管扩张症,Batten病(也称为Spielmeyer-Vogt-Sjogren-Batten疾病),卡纳万病,科凯恩综合征,皮质基底节变性,克雅氏病,缺血性中风,克拉伯疾病,Lewy体痴呆,多发性硬化,多系统萎缩症,帕金森氏病,佩利措伊斯-梅茨巴赫病,皮克病,原发性侧索硬化,雷弗素姆氏病,山德霍夫氏病,谢耳德氏病,脊髓损伤,脊髓性肌萎缩症,Steele-Richardson-Olszewski疾病,以及脊髓痨。其他病症包括损伤(例如,脊髓损伤),脑震荡,缺血性中风,和出血性中风。
基于GLP-1的治疗
包括GLP-1激动剂的本发明化合物可用于任何治疗应用(其中在大脑或在特定组织中GLP-1激动剂活性是希望的)。GLP-1激动剂活性与刺激胰岛素分泌(即,用来作为肠促胰岛素激素起作用)以及抑制胰高血糖素分泌有关,由此有助于限制餐后的血糖波动。GLP-1激动剂还可抑制胃肠的蠕动和分泌,因此可作为肠抑胃素和“回肠制动”机制的一部分起作用。GLP-1还可充当食欲和食物摄入的生理调节剂。由于这些作用,GLP-1和GLP-1受体激动剂可用于治疗代谢紊乱,例如,参见Kinzig等人,J.Neurosci.23:6163-6170(2003)。这些紊乱包括肥胖,高血糖,血脂异常,高甘油三酯血症,X综合征,胰岛素耐受性,IGT,糖尿病血脂异常,高脂血症,心血管疾病,和高血压。
GLP-1还对神经系统起作用,包括镇静或抗焦虑作用(如美国专利号5,846,937中所述)。因此,GLP-1激动剂可用于治疗焦虑、攻击行为、精神病、癫痫发作、恐慌症、癔病、或睡眠障碍。因为GLP-1激动剂已被证明可保护神经元免受淀粉样-β肽和谷氨酰胺诱导的凋亡(Perry等人,Curr.Alzheimer Res.2:377-85(2005)),GLP-1激动剂还可用于治疗阿尔茨海默氏病。
GLP-1激动剂的其他治疗性应用包括提高学习能力,提高神经保护作用,以及减轻中枢神经系统的疾病或病症的症状(例如,通过调节神经形成),以及例如,帕金森氏病,阿尔茨海默氏病,亨廷顿氏病,ALS,中风,ADD,以及神经精神病综合征(美国专利号6,969,702和美国专利申请号2002/0115605)。例如在Bertilsson等人,J Neurosci.Res.86:326-338(2008)中描述了使用GLP-1激动剂刺激神经形成。
进一步的其他治疗性应用包括将肝脏干细胞/祖细胞转化至功能性胰腺细胞中(美国专利申请公开号2005/0053588);阻止β-细胞恶化(美国专利号7,259,233和6,569,832)以及刺激β-细胞增殖(美国专利申请公开号2003/0224983);治疗肥胖症(美国专利号7,211,557);抑制食欲以及引起饱腹感(美国专利申请公开号2003/0232754);治疗肠易激综合征(美国专利号6,348,447);降低与心肌梗塞(美国专利号6,747,006)和中风(PCT公开号WO00/16797)相关的发病率和/或死亡率;治疗急性冠脉综合征(其特征在于无Q波的心肌梗塞)(美国专利号7,056,887);减轻手术后的代谢变化(美国专利号6,006,753);治疗冬眠性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、血液水平(美国专利号6,894,024);增加尿钠排出,降低尿钾浓度(美国专利号6,703,359);治疗与毒性血容量过多相关的病症或紊乱,例如,肾衰竭、充血性心脏衰竭、肾病综合征、肝硬化、肺水肿、和高血压(美国专利号6,703,359);引起变力反应以及提高心肌收缩力(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(美国专利申请公开号2004/0235726);通过非消化途径,即通过静脉内、皮下、肌内、腹膜、或其他的注射或输注,来改善营养状况(美国专利号6,852,690);治疗肾病(美国专利申请公开号2004/0209803);治疗左心室收缩功能障碍,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-十二指肠蠕动,例如,用于治疗或预防胃肠道紊乱如腹泻、术后倾倒综合征和肠易激综合征,以及在内视镜手术中用作术前用药(美国专利号6,579,851);治疗危重病性多发性神经病(CIPN)和全身性炎症反应综合征(SIRS)(美国专利申请公开号2003/0199445);调节甘油三酯水平以及治疗血脂异常(美国专利申请公开号2003/0036504和2003/0143183);治疗由缺血后血流再灌注造成的器官组织损伤(美国专利号6,284,725);治疗冠状动脉心脏疾病危险因子(CHDRF)综合征(美国专利号6,528,520)等等。
基于瘦素的治疗
含有瘦素或相关分子的本发明化合物可用于治疗代谢性紊乱,神经系统疾病,以及其他适应症。
在某些实施方式中,利用本发明化合物来治疗代谢性紊乱。这些紊乱包括糖尿病(I型糖尿病或II型糖尿病),肥胖症,高血糖,血脂异常,高甘油三酯血症,X综合征,胰岛素耐受性,IGT,糖尿病血脂异常,高脂血症,心血管疾病,以及高血压。瘦素可降低食物摄入,因此可用于降低体重并用于治疗疾病(其中降低的食物摄入或减轻体重是有利的)。
给药和剂量
本发明的特征还在于包含治疗有效量的本发明的治疗性多肽或结合物的药学组合物。该组合物可制备用于多种药物传送系统。一种或多种生理上可接受的赋形剂或载体还可以包含在该组合物中(针对适当的配制品)。用于本发明的适当的配制品可见于Remington's PharmaceuticalSciences,Mack Publishing Company,Philadelphia,PA,17th ed.,1985。有关药物传送方法的简单回顾参见例如Langer(Science249:1527-1533,1990)。
这些药物组合物旨在用于肠胃外、鼻内、局部地(topical)、口服、或局部(local)用药,例如,通过经皮方式,用于预防性和/或治疗性治疗。这些药物组合物可以进行胃肠外给药(例如,通过静脉、肌肉内、或皮下注射),或通过口服法,或通过局部应用或关节内注射给药(在受血管或癌症病症影响的区域)。其他的给药途径包括血管内给药、动脉内给药、瘤内给药、腹膜内给药、心室内给药、硬膜内给药、以及鼻部给药、眼部给药、巩膜内给药、眶内给药、直肠给药、局部给药、或气溶胶吸入给药。特别地,本发明还包括持续的释放给药,例如通过积存注射或易侵蚀的植入物或组件的方法。因此,本发明提供了用于肠胃外给药的组合物,其包含上述试剂(溶解或悬浮在可接受的载体中,优选地,在水性载体中,例如水、缓冲水、盐水、PBS等等)。这些组合物可包含需要用来接近生理条件的药学上可接受的辅助物,例如,pH调节剂和缓冲剂,张力调整剂,润湿剂,洗涤剂等等。本发明还提供了用于口腔递送的组合物,其可包含惰性组分,例如用于制备片剂、胶囊等的粘结剂或填充剂。此外,本发明提供了用于局部给药的组合物,其可包含惰性组分,例如用于制备乳膏、油膏等的溶剂或乳化剂。
可通过常规杀菌技术对这些组合物进行杀菌,或进行无菌过滤。对最终的水溶液进行包装(以便原样使用),或冻干,在给药前,将冻干的制剂与无菌水载体结合。制剂的pH通常在3和11之间,更优选地在5和9之间或在6和8之间,且最优选地,在7和8之间,例如7至7.5。固体形式的最终组合物可以包装成多个单剂量单元,每个单元包含固定量的上述一种或多种试剂(例如在片剂或胶囊的密封包装中)。固体形式的组合物还可以包装在可变量的容器中,例如在可挤压的管(设计成可局部应用乳膏或油膏)中。
可给予包含有效量的组合物进行预防性或治疗性治疗。在预防性应用中,可将组合物给予具有临床上确定的易感染体质的受试者或对于神经系统疾病或神经退行性疾病具有增加的敏感性的受试者。可将本发明的组合物给予受试者(例如,人类)(以足以延迟、减少、或优选地防止临床疾病出现的量)。在治疗性应用中,将组合物给予已患有疾病(例如,神经系统疾病或神经退行性疾病)的受试者(例如,人类)(以足以治愈或至少部分抑制病症及其并发症的症状的量)。将足以达到该目的的数量定义为“治疗有效量”,足以显著地改善与疾病或医学病症相关的一些症状的化合物的量。例如,在神经退行性疾病(例如,本文所述的那些)的治疗中,减少、阻止、延迟、抑制、或遏制疾病或病症的任一症状的试剂或化合物将是治疗有效的。治疗有效量的试剂或化合物不需要治愈疾病或病症,但对疾病或病症提供治疗作用,使得在个体体内,疾病或病症的发病得以延迟、阻止、或防止,或疾病或病症的症状得到改善,或者该疾病或病症的期限发生变化,或例如严重程度降低,或恢复得以加速。
对于该应用有效的量可以取决于受试者的疾病或病症的严重程度以及体重和一般性身体状况,但是通常地,范围在约0.05微克至约1000微克(例如,0.5微克至100微克)的等效量的试剂/剂量/受试者。进行初始给药和增强给药的适宜方案的特征在于先进行初始给药,然后进行随后的一次或多次每小时、每天、每周、或每月间隔的重复剂量给药。可将本发明组合物中存在的试剂的全部有效量作为单剂量给予哺乳动物(以丸剂形式或在相对短的时间内注入),或可利用分级治疗方案进行给药,其中在更长的时间内,进行多剂量给药(例如,每4至6,8至12,14至16,或18至24小时,或每2至4天,1至2周,一月一次的剂量)。可替换地,可以考虑足以维持血液中治疗有效浓度的连续静脉注入。
本发明组合物中所存在的以及用于本发明方法中的一种或多种试剂(给予哺乳动物(例如,人类))的治疗有效量可由普通的技术人员确定(通过考虑哺乳动物的年龄、体重和病症的个体差异)。由于本发明的某些化合物表现出穿过BBB的增强的能力,本发明的化合物的剂量可低于(例如,低于或等于约90%,75%,50%,40%,30%,20%,15%,12%,10%,8%,7%,6%,5%,4%,3%,2%,1%,0.5%,或0.1%的)未结合试剂的治疗效果所需要的等效剂量。将有效量(该量是在治疗的受试者体内产生希望的结果(例如,保护神经元,新神经元生长)的量)的本发明试剂给予受试者(例如,哺乳动物,如人类)。治疗有效量还可由本领域内的那些技术人员根据经验进行确定。
受试者还可以接受与未结合的试剂/剂量(每周一次或多次(例如,每周2、3、4、5、6或7或更多次)相比,约0.05至1,000微克等效剂量,0.1至2,500(例如,2,000,1,500,1,000,500,100,10,1,0.5或0.1)微克剂量/周范围内的试剂。受试者还可接受的组合物试剂范围为0.1至3,000微克/剂量(每两或三周一次)。
可进行包括有效量的本发明组合物的单次或多次给药(由治疗医生选择剂量水平和给药方式)。可根据受试者的疾病或病症的严重程度确定和调整剂量或用药计划,可根据临床医生通常实践的方法或本文所述的那些方法,贯穿整个治疗过程对其进行监视。
可将本发明的化合物与常规治疗方法或疗法组合使用,或与常规治疗方法或疗法分开使用。
当以与其他试剂联合治疗的方式给予本发明的化合物时,可顺序地或同时地将本发明化合物给予个体。可替代地,根据本发明的药物组合物可包含本发明化合物(与药学上可接受的赋形剂结合)(如本文所述的)和另一种本领域所熟知的治疗性或预防性试剂的组合。
进一步结合
在本发明的组合物和方法中,所述的结合物或治疗性多肽可被进一步地连接至另一种试剂,例如治疗剂,可检测标记物,或本文所述的任何其他试剂。该结合物可用可检测的标记物进行标记,例如放射成像试剂,例如发射辐射的那些,以用于检测疾病或病症。在其他实施方式中,可将本发明的载体或其功能性衍生物或其混合物连接至治疗剂,以治疗疾病或病症,或可连接至其混合物或用其混合物进行标记。在可将试剂运过BBB或运至其中该治疗是有益的其他细胞或组织的情况下,通过将已进一步结合至治疗性化合物的本发明结合物给予个体,来进行治疗。
本文所使用的治疗剂可为用来杀死细胞的药物、药品、发射辐射的试剂,细胞毒素(例如,化学治疗剂)和/或其生物活性片段,和/或其混合物,或其可为用来治疗、治愈、缓解、改善、减少、或抑制所治疗个体体内的疾病或病症的试剂。治疗剂可为合成产物或真菌、细菌或其他微生物(例如支原体、病毒等等)、动物(例如爬行动物)、或植物来源的产物。治疗剂和/或其生物活性片段可为酶活性试剂和/或其片段,或可通过抑制或阻断重要的和/或基本的细胞路径,或通过与重要的和/或基本的天然存在的细胞组分竞争,来发挥作用。
本发明的化合物、结合物、以及组合物的共价修饰均涵盖在本发明的范围内。可使用本领域内熟知的方法,通过直接的化学合成,方便地制备出化学衍生物。例如,可通过使靶向的氨基酸残基与有机衍生试剂(可与选择的侧链或末端残基反应)反应,将这些修饰引入多肽、试剂、或结合物中。运输载体衍生物可(例如)穿过BBB并连至另一种试剂或与其结合,由此将试剂运过BBB。本发明的结合物可非限制地连接(即,结合)至(通过巯基基团、氨基基团(胺)和/或碳水化合物)合适的可检测标记物或治疗剂。同型双功能或异型双功能的交联剂(结合剂)可从许多商业来源得到。可交联的区域可以在本发明的载体上找到。交联剂可包括柔性臂,例如短臂(小于2个碳的链),中等大小的臂(2至5个碳的链),或长臂(3至6个碳的链)。示例性的交联剂包括BS3([双(磺基琥珀酰亚胺基)辛二酸酯];BS3为靶向可接近的伯胺的同型双功能的N-羟基琥珀酰亚胺酯),NHS/EDC(N-羟基琥珀酰亚胺和N-乙基-(二甲基氨基丙基)碳二亚胺;NHS/EDC可将伯胺基团与羧基基团结合),磺基-EMCS([N-e-马来酰亚胺己酸]酰肼;磺基-EMCS为异型双功能反应基团(马来酰亚胺和NHS-酯),它们是朝向巯基和氨基基团反应的),酰肼(大多数蛋白包括裸露的碳水化合物且酰肼是用于将羧基连接到伯胺上的试剂),且SATA(N-琥珀酰亚胺基-S-乙酰硫代乙酸酯;SATA朝向胺反应,且可添加保护的巯基基团)。
实施例1
Angiopep-2-Cys(P1至P6)的较短类似物的合成
利用Fmoc(9-芴基甲氧基羰基)氨基末端保护,在Protein Technologies,Inc.肽合成器上进行SPPS(固相肽合成法)。利用相对于树脂5倍过量的Fmoc-氨基酸(200mM),在100微摩尔的规模上合成较短的Angiopep。利用冰冷的醚沉淀粗肽,然后通过反相高效液相色谱(WatersDelta Prep4000)对其进行纯化。从收集的部分中蒸发出乙腈并对其进行冻干,得到纯的白色固体(纯度大于95%)。利用ESI-TOF MS(BrukerDaltonics)来验证质量。表4列出了Angiopep-2-Cys(AN2-Cys)和多种较短类似物(P1至P6)的序列。
表4Angiopep-2-Cys(P1至P6)的较短类似物
实施例2
较短类似物P1和P5的运输
为了证实较短类似物P1和P5穿过了BBB,利用本领域内的标准方法,进行原位脑灌注。测量初始运输,为时间函数。结果表明对于P1和P5的脑摄取类似于或高于Angiopep-2(An2)(图1)。还可进行毛细血管消耗,以便对脑实质内发现的类似物的量进行定量(图1)。当与An2和P1相比时,在脑实质中发现了类似或较高水平的P5。另外,这些结果表明类似物未截留在脑部毛细血管中。总体而言,我们的研究结果表明新的较短的类似物P1和P5有效地穿过了血脑屏障。
实施例3
P5和P6神经降压素衍生物的表征
与具有以下结构的ANG2002(通过EMCS接头结合至Angiopep-2的修饰的神经降压素(NT))相比,我们进行实施来测试较短的类似物是否能够引起小鼠产生痛觉缺失或持续的低体温:
测试的结合物包括具有序列KRNNFKTEEYC-pELYENKPRRPYIL的P5-NT和具有序列KRNNFKYC-pELYENKPRRPYIL的P6-NT,其中P5和P6均通过EMCS接头结合在NT的赖氨酸上,且pE表示pyro-L-谷氨酸。
为了确定痛觉缺失的诱导,在等剂量的神经降压素下,在对照小鼠和接受ANG2002,P5-NT和P6-NT的小鼠中我们测试了热板脚暴露和舔足行为之间的延迟时间。因此,小鼠接受了静脉注射的20毫克/千克ANG2002的单次快速静脉注射,静脉注射的16毫克/千克P5-NT的单次快速静脉注射,或静脉注射的14毫克/千克P6-NT的单次快速静脉注射。所有的测试结合物在注射后均使舔足行为的延迟时间增加了15分钟,因此,表明ANG2002,P5-NT,和P6-NT可用作镇痛剂(图2)。
与ANG2002相比,我们进行额外的实验来测试较短的类似物是否能够引起小鼠持续的低体温。小鼠接受了静脉注射的20毫克/千克ANG2002的单次快速静脉注射,静脉注射的16毫克/千克P5-NT的单次快速静脉注射,或静脉注射的14毫克/千克P6-NT的单次快速静脉注射。在注射之后,体温继续降低;因此,ANG2002,P5-NT和P6-NT在引起低体温方面具有可比较的活性(图3)。
实施例4
具有D异构体的较短类似物的示例性口服制剂
可制备出具有Angoipep-2和其较短类似物的口服制剂。通过确定胃蛋白酶和胰蛋白酶的切割位点以及通过利用其相应的D异构体取代特定的氨基酸,来制备较短的类似物。图4示出了Angiopep-2(即,C末端的位置1、2、3、4、14、18,和19(针对胃蛋白酶)和位置8、10、11,和15(针对胰蛋白酶))和P6a(即,C末端的位置6(针对胰蛋白酶))的预测切割位点。
在37℃下,在1毫克/25毫升的胃蛋白酶(稀释41倍,pH=1.4)(存在于胃液中的酶)的存在下,测定口服制剂(1毫克/毫升的Angiopep肽)的稳定性。表5提供了多种Angiopep肽降解的半衰期(t1/2)。
表5Angiopep肽的口服制剂的稳定性
Angiopep肽 | 氨基酸序列 | t1/2 |
An2 | TFFYGGSRGKRNNFKTEEY | 40分钟 |
3D-An2 | TFFYGGSD-RGD-KD-RNN FKTEEY | 60分钟 |
P5 | K RNN FKTEEYC | 24分钟 |
P5a | D-KD-RNND-FKTEEYC | 21分钟 |
P6 | K RNN FK---YC | 大于4小时 |
P6a | D-KD-RNND-FK---YC | 大于18小时 |
通常地,与具有全部为相同氨基酸残基的L异构体的类似物相比,具有D异构体的类似物的半衰期增加了。具体地,具有D氨基酸取代(对应于An2的位置10、11和14)的缩短类似物提供了半衰期超过18个小时且仅有一个胰蛋白酶切割位点的多肽(见表5和图4的P6a)。总体而言,我们的结果表明具有D异构体的新型较短类似物针对降解通常更稳定。
实施例5
具有D异构体的类似物的神经降压素衍生物的体外表征
在使用[3H]-神经降压素的人结肠腺癌(HT29)的细胞测定中,我们进行试验用来测试具有D异构体的较短结合物是否能够竞争性地结合神经降压素受体。测试的结合物包括ANG2002,P5a-NT,P6-NT,和P6a-NT,其中表5中列出了P5a,P6和P6a的序列。对于这些结合物,“NT”为pELYENKPRRPYIL,其中pE表示pyro-L-谷氨酸,且P5a,P6和P6a通过EMCS接头,结合在NT的赖氨酸上。
P5a-NT和P6a-NT包括三个D氨基酸取代,如表6中所示。结果表明P5a,P6,和P6a比Angiopep-2(即,为ANG2002)更有效(图5和表6)。具体地,具有三个D氨基酸取代的P6a-NT与具有相同序列但仅有L氨基酸残基的P6-NT具有可比较的IC50值。
表6较短类似物的神经降压素衍生物的结合
肽 | IC50[nM] |
神经降压素 | 0.4 |
ANG2002* | 1.7 |
P5-NT | ND |
P5a-NT | 1.4 |
P6-NT | 0.4 |
P6a-NT | 0.6 |
ND:未确定
*:参见本文实施例3中提供的ANG2002的结构
实施例6
具有D异构体的P6a的神经降压素衍生物的运输
为了证实具有D异构体的较短结合物穿过了BBB,利用本领域内的标准方法,进行原位脑灌注。测量了初始运输,为时间函数。测试的结合物包括P6-NT,P6a-NT和ANG2002,如前面实施例3和实施例5中所述。结果表明P6-NT和P6a-NT的脑摄取类似于ANG2002并且P6a-NT的脑摄取高于P6-NT(图6)。还可进行毛细血管消耗来对脑实质内发现的类似物的量进行定量且与P6-NT相比,P6a-NT显示增加地存在于实质中(图6)。另外,我们的结果表明具有D氨基酸残基的新型较短结合物P6a-NT可比缺乏D氨基酸残基的结合物P6-NT更有效地穿过BBB。
实施例7
通过具有D异构体的神经降压素衍生物引起低体温
与AN2-NT(包含Angiopep-2和神经降压素的融合蛋白,如图9所示)相比,我们进行试验用来测试具有D异构体的较短结合物是否能够在小鼠体内引起持续的低体温。测试的结合物包括P5-NT,P5a-NT,P6-NT,和P6a-NT,如上表6中所提供的。小鼠接受静脉注射的4.682微摩尔/千克单次快速静脉注射的(等效于20毫克/千克的AN2-NT)AN2-NT,P5-NT,P5a-NT,P6-NT,和P6a-NT。在注射测试的结合物之后,体温持续下降(图7和图8)。具体地,与AN2-NT和缺乏D异构体的较短的肽相比,具有D异构体的较短结合物P5a-NT和P6a-NT对小鼠体温具有增加的作用。
实施例8
具有较短NT1神经降压素衍生物的结合物的合成
为了降低结合物的长度,还制备出神经降压素的进一步缩短的衍生物(NT1)。利用Fmoc(9-芴基甲氧基羰基)氨基末端保护,在ProteinTechnologies,Inc.肽合成器上,进行SPPS(固相肽合成法)。利用相对于树脂5倍过量的Fmoc-氨基酸(200mM),在100微摩尔的规模上,合成具有和不具有神经降压素类似物的较短Angiopep。利用冰冷的醚沉淀粗肽,然后通过反相高效液相色谱(Waters Delta Prep4000)对其进行纯化。从收集的部分中蒸发出乙腈并对其进行冻干,得到纯的白色固体(纯度大于95%)。通过ESI-TOF MS(Bruker Daltonics)来验证质量。表7列出了多种较短类似物的序列(P5a至P6c)以及具有神经降压素衍生物NT1:Ac-KRRP(D-Y)IL的相应结合物,其中较短类似物(P5a至P6c)通过EMCS接头结合在NT1的赖氨酸上。
表7具有NT1神经降压素衍生物的较短类似物和较短结合物
实施例9
具有D异构体的神经降压素(6-13)类似物的结合物的切割位点
还可通过确定胃蛋白酶和胰蛋白酶的可能切割位点以及通过在这些切割位点用相同氨基酸残基的一个或多个D异构体替代氨基酸残基,来设计较短的结合物。图9示出了通过PeptideCutter(用于确定酶切割位点的预测模型)确定的An2-NT和较短结合物的示例性切割位点,且表8示出了图9序列的比对。总而言之,通过在靶向部分(即,在P6a或P6b序列)和在神经降压素衍生物部分中包括D氨基酸取代,来预测减少的切割(图9)。
表8具有NT(6-13)类似物的较短结合物的比对
实施例10
较短NT1神经降压素衍生物的结合物的运输
为了证实具有较短Angiopep类似物和较短神经降压素衍生物两者的结合物穿过了BBB,利用本领域内的标准方法,进行原位脑灌注。测量了P5a-NT1,P5b-NT1,P5c-NT1,和P6a-NT1的初始运输,为时间函数。这些肽的序列在实施例8中进行了说明。结果表明这些肽的脑摄取高于神经降压素(NT)(图10)。还进行毛细血管消耗用来对脑实质内发现的类似物的量进行定量(图10)。总而言之,我们的结果表明具有D氨基酸残基的新型较短结合物穿过了BBB。
实施例11
多种神经降压素衍生物活性的比较
与ANG2002(如上实施例3中所述),AN2-Ahx-NT(通过氨基己酸(Ahx)接头结合至具有序列ELYENKPRRPYIL的神经降压素的Angiopep-2),以及AN2-NT(直接结合(即,没有接头)至具有序列ELYENKPRRPYIL的神经降压素的Angiopep-2,如图9中所示)相比,我们进行试验用来测试较短的结合物是否能够在小鼠体内引起持续的痛觉缺失、低体温和/或低血压。测试的结合物包括P5-NT,P5a-NT,P6-NT,P6a-NT,P5a-NT1,以及P6a-NT1(如上实施例5和实施例8中所述)。
表9提供了这些结果的汇总。类似于ANG2002,An2-Ahx-NT引起了痛觉缺失、低体温和低血压,其中利用接头保持活性。与ANG2002相比,包含D异构体的较短肽P5a-NT和P6a-NT对小鼠体温提供增加的影响且保留了它们的镇痛特性。具有神经降压素片段NT1(Ac-KRRP(D-Y)IL)的较短Angiopep导致了降低的活性,但可通过利用靶向部分和NT1间的接头或通过利用较长的NT序列替代NT1序列,来保持活性。
表9痛觉缺失,低体温,和低血压的比较
其他实施方式
本说明书中提到的所有公开物、专利申请,和专利均以参考方式并入本文。
在不偏离本发明的范围和精神的情况下,本领域内的那些技术人员可以清楚所述的本发明方法和系统的不同的修改和改变。虽然结合特别希望的实施方式描述了本发明,应该理解的是提出权利要求的本发明不应该过分地限于这些具体实施方式。事实上,对于医学、药理学,或相关领域内的那些技术人员而言显而易见的用于实施本发明的所述模式的多种修改旨在涵盖于本发明的范围内。
Claims (75)
1.一种包含Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia)氨基酸序列的纯化的多肽,或其药学上可接受的盐,
其中:X3为Asn或Gln;
X4为Asn或Gln;且
X5为Phe,Tyr或Trp;
其中所述多肽的长度少于50个氨基酸;
其中所述多肽可选择地包含式Ia所述氨基酸的一个或多个D异构体;以及
其中所述多肽不为表2中的肽。
2.一种包含Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys(式Ia)氨基酸序列的纯化的多肽,或其药学上可接受的盐,
其中:X3为Asn或Gln;
X4为Asn或Gln;且
X5为Phe,Tyr或Trp;
其中所述多肽的长度少于19个氨基酸;且
其中所述多肽可选择地包含式Ia所述氨基酸的一个或多个D异构体。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述氨基酸序列为Z1-Lys-Arg-X3-X4-X5-Lys-Z2(式Ib),
其中:X3为Asn或Gln;
X4为Asn或Gln;
X5为Phe,Tyr或Trp;
Zl不存在,或为Cys、Gly、Cys-Gly、Arg-Gly、Cys-Arg-Gly、Ser-Arg-Gly、Cys-Ser-Arg-Gly、Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Ser-Arg-Gly、Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly或Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly;且
Z2不存在,或为Cys、Tyr、Tyr-Cys、Cys-Tyr、Thr-Glu-Glu-Tyr或Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys;以及
其中所述多肽可选择地包含式Ib、Z1或Z2所述氨基酸的一个或多个D异构体。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述氨基酸序列为Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述氨基酸序列为Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Tyr。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述氨基酸序列为X1-X2-Asn-Asn-X5-X6(式IIa),
其中:X1为Lys或D-Lys;
X2为Arg或D-Arg;
X5为Phe或D-Phe;且
X6为Lys或D-Lys;且
其中X1、X2、X5或X6中的至少一个为D氨基酸。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述氨基酸序列为X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7(式IIb),
其中:X1为Lys或D-Lys;
X2为Arg或D-Arg;
X5为Phe或D-Phe;
X6为Lys或D-Lys;且
X7为Tyr或D-Tyr;且
其中X1、X2、X5、X6或X7中的至少一个为D氨基酸。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述氨基酸序列为Z1-X1-X2-Asn-Asn-X5-X6-X7-Z2(式IIc),
其中:X1为Lys或D-Lys;
X2为Arg或D-Arg;
X5为Phe或D-Phe;
X6为Lys或D-Lys;
X7为Tyr或D-Tyr;
Z1不存在,或为Cys、Gly、Cys-Gly、Arg-Gly、Cys-Arg-Gly、Ser-Arg-Gly、Cys-Ser-Arg-Gly、Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Ser-Arg-Gly、Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Cys-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly、Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly或Cys-Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly;且
Z2不存在,或为Cys、Tyr、Tyr-Cys、Cys-Tyr、Thr-Glu-Glu-Tyr或Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys;
其中X1、X2、X5、X6或X7中的至少一个为D-氨基酸;且
其中所述多肽可选择地包含Z1或Z2所述氨基酸的一个或多个D异构体。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的多肽,其中所述多肽的长度少于15个氨基酸。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的多肽,其中所述多肽的长度少于10个氨基酸。
11.根据权利1至2中任一项所述的多肽,其中所述多肽选自由以下组成的组:Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr(3D-An2);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1a);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1b);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P1c);D-Phe-D-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-D-Glu-D-Tyr-Cys(P1d);Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P2);Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P3);Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P4);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5b);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P5c);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Tyr-Cys(P6b);以及D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-D-Tyr-Cys(P6c);或其片段。
12.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述多肽包含具有与选自以下组成的组中的一个或多个序列相关的氨基酸的0至5个取代、缺失或添加的序列:Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr(3D-An2);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(Pla);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1b);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P1c);D-Phe-D-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-D-Glu-D-Tyr-Cys(P1d);Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P2);Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P3);Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P4);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P5b);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P5c);Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Tyr-Cys(P6a);D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Tyr-Cys(P6b);以及D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-D-Tyr-Cys(P6c);或其片段。
13.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述多肽选自由以下组成的组:Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu;以及Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys,或其片段。
14.根据权利要求1至2中任一项所述的多肽,其中所述多肽为Thr-Phe-Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr(3D-An2);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-Lys-Arg-Asn-Asn-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(Pla);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-Tyr-Cys(P1b);Phe-Tyr-Gly-Gly-Ser-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-Glu-D-Tyr-Cys(P1c);D-Phe-D-Tyr-Gly-Gly-Ser-D-Arg-Gly-D-Lys-D-Arg-Asn-Asn-D-Phe-D-Lys-Thr-Glu-D-Glu-D-Tyr-Cys(P1d);或其片段。
15.根据权利要求14所述的多肽,其中所述片段在P1,P1a,P1b,P1c或Pld的N末端缺失1至7个氨基酸;在P1,P1a,P1b,P1c或Pld的C末端缺失1至5个氨基酸;或在P1,P1a,P1b,P1c或Pld的N末端缺失1至7个氨基酸并在P1,P1a,P1b,P1c或Pld的C末端缺失1至5个氨基酸。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的多肽,其中所述C末端被酰胺化。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的多肽,其中所述多肽被有效地运过血脑屏障。
18.根据权利要求17所述的多肽,其中与Angiopep-2相比较,所述多肽被更有效地运过血脑屏障。
19.一种治疗性多肽,包含
由权利要求1至18中任一项的多肽组成的靶向部分和
治疗性肽剂,其中将所述靶向部分连至所述治疗性肽剂。
20.根据权利要求19所述的治疗性多肽,其中通过共价键将所述靶向部分连至所述治疗剂。
21.根据权利要求20所述的治疗性多肽,其中所述共价键为肽键。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的治疗性多肽,其中所述治疗性多肽为融合蛋白。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的治疗性多肽,其中所述治疗性肽剂选自由以下组成的组:神经降压素或神经降压素类似物,神经降压素受体激动剂,神经营养性因子或神经营养性因子类似物,GLP-1激动剂,以及瘦素或瘦素类似物。
24.根据权利要求23所述的治疗性多肽,其中所述治疗性肽剂为所述神经降压素类似物,且所述神经降压素类似物选自由以下组成的组:神经降压素(6-13)、神经降压素(8-13)、Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13),p-Glu(1)-神经降压素,p-Glu(1)-神经降压素-OH,D-Lys(6)-神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Lys(6)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(6-13),D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Pro(10)神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Phe(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(8-13),D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Pro(10)神经降压素(8-13),D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),D-Trp(11)-神经降压素(8-13),D-Phe(11)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),以及D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(8-13),或其乙酰化形式。
25.根据权利要求23所述的治疗性多肽,其中所述治疗性肽剂为所述神经营养性因子或所述神经营养性因子类似物,且所述神经营养性因子或所述神经营养性因子类似物选自由以下组成的组:神经胶质源性营养因子(GDNF),GDNF类似物,脑源性神经营养因子(BDNF),以及BDNF类似物。
26.一种具有式A-X-B的结合物,
其中:
A为权利要求1至18中任一项的靶向部分;
X为接头;且
B为治疗剂或运输载体。
27.根据权利要求26所述的结合物,其中所述X为肽键。
28.根据权利要求26所述的结合物,其中所述X为至少一个氨基酸;且A和B各自通过肽键共价连接至X。
29.根据权利要求26所述的结合物,其中所述X为酯接头。
30.根据权利要求26所述的结合物,其中所述X具有式-NH-(CH2)n-C(O)O且其中n为2至10之间的整数。
32.根据权利要求26至31中任一项所述的结合物,其中B为所述治疗剂,且所述治疗剂选自由以下组成的组:抗癌剂、治疗性核酸试剂、小分子药物、标记物或治疗性肽剂。
33.根据权利要求32所述的结合物,其中所述治疗剂为所述抗癌剂。
34.根据权利要求33所述的结合物,其中所述抗癌剂为紫杉醇,多西紫杉醇,依托泊苷,多柔比星,或其类似物。
35.根据权利要求32所述的结合物,其中所述治疗剂为所述治疗性核酸试剂。
36.根据权利要求35所述的结合物,其中所述治疗性核酸试剂为RNAi试剂。
37.根据权利要求36所述的结合物,其中所述RNAi试剂为siRNA。
38.根据权利要求32所述的结合物,其中所述治疗剂为所述治疗性肽剂。
39.根据权利要求38所述的结合物,其中所述结合物为融合蛋白。
40.根据权利要求38至39中任一项所述的结合物,其中所述治疗性肽剂选自由以下组成的组:神经降压素或神经降压素类似物,神经降压素受体激动剂,神经营养性因子或神经营养性因子类似物,GLP-1激动剂,以及瘦素或瘦素类似物。
41.根据权利要求40所述的结合物,其中所述治疗性肽剂为所述神经降压素类似物,且所述神经降压素类似物选自由以下组成的组:神经降压素(6-13)、神经降压素(8-13)、Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13),p-Glu(1)-神经降压素,p-Glu(1)-神经降压素-OH,D-Lys(6)-神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Lys(6)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(6-13),D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Pro(10)神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Phe(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(8-13),D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Pro(10)神经降压素(8-13),D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),D-Trp(11)-神经降压素(8-13),D-Phe(11)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),以及D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(8-13),或其乙酰化形式。
42.根据权利要求41所述的结合物,其中所述治疗性肽剂为所述神经营养性因子或所述神经营养性因子类似物,且所述神经营养性因子或所述神经营养性因子类似物选自由以下组成的组:神经胶质源性营养因子(GDNF),GDNF类似物,脑源性神经营养因子(BDNF),以及BDNF类似物。
43.根据权利要求26至31中任一项所述的结合物,其中B为所述运输载体且所述运输载体选自由以下组成的组:脂质载体、polyplex、树枝状聚合物或纳米颗粒。
44.根据权利43所述的结合物,其中所述运输载体被结合至治疗剂或包含治疗剂。
45.根据权利要求44所述的结合物,其中所述治疗剂选自由以下组成的组:抗癌剂、治疗性的核酸试剂、小分子药物、标记物、或治疗性肽剂。
46.一种包含权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物的组合物。
47.根据权利要求46所述的组合物,进一步包括药学上可接受的载体。
48.一种治疗或预防性治疗患有癌症的受试者的方法,所述方法包括将足够治疗所述癌症的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物给予所述受试者。
49.根据权利要求48所述的方法,其中所述癌症为脑癌。
50.根据权利要求49所述的方法,其中所述脑癌选自由以下组成的组:神经胶质瘤,混合型神经胶质瘤,多形性成胶质母细胞瘤,星形细胞瘤,纤维状细胞性星形细胞瘤,胚胎发育不全性神经上皮性肿瘤,少突神经胶质瘤,室管膜瘤,寡星状细胞瘤、髓母细胞瘤,成视网膜细胞瘤,神经母细胞瘤,生殖细胞瘤,以及畸胎瘤。
51.一种降低受试者体温的方法,所述方法包括给予足够降低体温的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物。
52.根据权利要求51所述的方法,其中所述受试者正患有或曾患有中风、心脏病发作、脑缺血、心肌缺血、神经损伤或需要神经保护,或恶性低体温。
53.根据权利要求51至52中任一项所述的方法,其中所述治疗性多肽或所述结合物包含选自由以下组成的组中的神经降压素类似物:神经降压素(6-13)、神经降压素(8-13)、Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13),p-Glu(1)-神经降压素,p-Glu(1)-神经降压素-OH,D-Lys(6)-神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Lys(6)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(6-13),D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Pro(10)神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Phe(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(8-13),D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Pro(10)神经降压素(8-13),D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),D-Trp(11)-神经降压素(8-13),D-Phe(11)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),以及D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(8-13),或其乙酰化形式。
54.一种治疗受试者体内高血压或预防性治疗高血压的方法,所述方法包括给予足够治疗所述高血压的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物。
55.根据权利要求54所述的方法,其中所述治疗性多肽或所述结合物包含选自由以下组成的组中的神经降压素类似物:神经降压素(6-13)、神经降压素(8-13)、Lys(7)-D-Tyr(11)-神经降压素(7-13),p-Glu(1)-神经降压素,p-Glu(1)-神经降压素-OH,D-Lys(6)-神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Lys(6)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(6-13),D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(6-13),D-Pro(10)神经降压素(6-13),D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Phe(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(6-13),D-Arg(8)-神经降压素(8-13),D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Arg(9)-神经降压素(8-13),D-Pro(10)神经降压素(8-13),D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),D-Trp(11)-神经降压素(8-13),D-Phe(11)-神经降压素(8-13),D-Arg(8)-D-Tyr(11)-神经降压素(8-13),以及D-Arg(8)-D-Trp(11)-神经降压素(8-13),或其乙酰化形式。
56.一种治疗受试者体内疼痛或预防性治疗疼痛或降低对疼痛敏感性的方法,所述方法包括给予足够治疗所述疼痛的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物。
57.根据权利要求56所述的方法,其中所述疼痛为急性疼痛,外周或中枢神经疼痛,炎症性疼痛,偏头痛相关的疼痛,头痛相关的疼痛,肠易激综合征相关的疼痛,纤维肌痛相关的疼痛,关节炎疼痛,骨骼疼痛,关节痛,肠胃疼痛,肌肉疼痛,心绞痛,面部疼痛,骨盆痛,跛行,术后疼痛,创伤后疼痛,紧张型头痛,分娩疼痛,妇科疼痛,或化疗引起的疼痛。
58.一种治疗患有精神紊乱的受试者的方法,所述方法包括给予足够治疗所述紊乱的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物。
59.一种治疗受试者药物成瘾或药物滥用的方法,所述方法包括将足够治疗所述成瘾或滥用的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物给予所述受试者。
60.一种治疗患有代谢紊乱的受试者的方法,所述方法包括给予足够治疗所述紊乱的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物。
61.一种治疗或预防性治疗受试者体内神经系统紊乱的方法,所述方法包括将足够治疗或预防所述紊乱的量的权利要求19至25中任一项的治疗性多肽或权利要求26至45中任一项的结合物给予所述受试者。
62.根据权利要求19至22中任一项所述的治疗性多肽,其中所述治疗性肽剂为多肽,所述多肽特异性地结合生物分子。
63.根据权利要求62所述的治疗性多肽,其中特异性结合生物分子的所述多肽为免疫球蛋白或其保留特异性结合所述生物分子的能力的片段。
64.根据权利要求63所述的治疗性多肽,其中所述免疫球蛋白为四聚体抗体或单链抗体。
65.一种包含权利要求62-64中任一项的治疗性多肽的组合物。
66.根据权利要求65所述的组合物,进一步包括药学上可接受的载体。
67.根据权利要求32或权利要求45所述的结合物,其中所述治疗性肽剂为特异性结合生物分子的多肽。
68.根据权利要求67所述的结合物,其中特异性结合生物分子的所述多肽为免疫球蛋白或其保留特异性结合所述生物分子的能力的片段。
69.根据权利要求68所述的结合物,其中所述免疫球蛋白为四聚体抗体或单链抗体。
70.一种包含权利要求67至69中任一项的结合物的组合物。
71.根据权利要求70所述的组合物,进一步包括药学上可接受的载体。
72.一种治疗或预防性治疗需要接受治疗的受试者的方法,所述方法包括将足够治疗所述受试者的量的权利要求62至64中任一项的治疗性多肽或权利要求67至69中任一项的结合物给予所述受试者。
73.根据权利要求72所述的方法,其中所述受试者患有癌症或是患癌症的高风险者。
74.根据权利要求73所述的方法,其中所述癌症为脑癌。
75.根据权利要求74所述的方法,其中所述脑癌选自由以下组成的组:神经胶质瘤,混合型神经胶质瘤,多形性成胶质母细胞瘤,星形细胞瘤,纤维状细胞性星形细胞瘤,胚胎发育不全性神经上皮性肿瘤,少突神经胶质瘤,室管膜瘤,寡星状细胞瘤,髓母细胞瘤,成视网膜细胞瘤,神经母细胞瘤,生殖细胞瘤,以及畸胎瘤。
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