CN103450347A - 一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽及基因疫苗 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽，该多肽的氨基酸序列为：Ile-Ile-Gly-Leu-Met-Val-Gly-Gly-Val-Val-Ile-Ala。本发明构思巧妙，利用Aβ1-42羧基端多肽Aβ31-42作为抗原，既避免了Aβ16-30诱发的Th1型免疫细胞介导的自我免疫性炎症反应，又能有效的诱导机体产生识别Aβ1-42羧基端的抗体，阻止Aβ寡聚，有效的抑制Aβ寡聚体的神经毒性，达到治疗AD的目的。

Description

一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽及基因疫苗
技术领域
本发明涉及一种多肽及基因疫苗,特别涉及一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽及基因疫苗。
背景技术
阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)即所谓的老年痴呆症，是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病，临床表现为认知和记忆功能不断恶化，日常生活能力进行性减退，并有各种神经精神症状和行为障碍。
AD多起病于老年期，潜隐起病，病程缓慢且不可逆，临床上以智能损害为主。病理改变主要为皮质弥漫性萎缩，沟回增宽，脑室扩大，神经元大量减少，并可见β淀粉样蛋白（Amyloid β, Aβ）斑块，神经原纤维缠结等病变，胆碱乙酰化酶及乙酰胆碱含量显著减少。其中β淀粉样蛋白斑块与神经原纤维缠结是AD的两大核心病理特征，其核心成分分别是β淀粉样蛋白（Aβ）及过磷酸化τ蛋白。AD的发病机制存在多种假说，由于β淀粉样斑块是所有AD患者脑内最为突出的病理特征，其主要由Aβ构成以及寡聚Aβ呈现显著的神经毒性作用，目前居于学术主流地位的AD病理损害机制是Ａβ假说。该假说认为，淀粉样前体蛋白(Amyloid Precursor Protein, APP)通过β分泌酶及γ分泌酶剪切生成Aβ多肽（40-42aa），Aβ多肽可以通过疏水相互作用形成Aβ寡聚体，Aβ寡聚体又可以通过进一步聚集形成Aβ沉积。Aβ寡聚体可以引起突触功能障碍，同时，Aβ的寡聚体及沉积可以促进τ蛋白的过磷酸化及小胶质细胞活性化炎症反应从而促进神经原纤维缠结的形成，所以Aβ寡聚体被认为是造成AD的主要原因。
基于Aβ假说，科学家提出了利用Aβ多肽片段对AD病人进行主动免疫治疗的治疗方案。Schenk等人发现，利用全长Aβ1-42对Aβ过表达的转基因小鼠(PDAPP小鼠)进行主动免疫，可以清除转基因鼠脑内的Aβ沉积并提高其记忆能力。爱尔兰Elan公司与美国Wyeth-Ayert实验室共同开发了Aβ1-42多肽加佐剂QS1组成的疫苗AN-1972，可是在II临床研究中，发现其可以在6%的病人中引起无菌性脑炎，所以临床试验被迫中止。在随后的研究中发现，T细胞表位主要位于Aβ16-30，可以诱发Th1型免疫细胞介导的自我免疫性炎症反应，而B细胞表位主要在Aβ1-15，可以诱导Th2型免疫细胞介导的体液免疫反应。为了避免T细胞表位诱发的不良反应，新一代的AD疫苗多利用Aβ1-15中的B细胞表位作为抗原对机体进行主动免疫，如，诺华开发了基于Aβ1-6的多肽疫苗。近期研究发现，Aβ1-42的寡聚主要依靠于位于12-24，30-40位的氨基酸残基，因此能够与这两段肽段结合的抗体可以有效的阻止Aβ寡聚化，有效降低其神经毒性，达到减缓、阻止或逆转AD病情进展的目的，而识别Aβ1-42氨基端的抗体无法达到有效阻止Aβ寡聚的效果。也有研究证明，Aβ37-42为Aβ1-42最短的B细胞表位，可以在小鼠内引发体液免疫反应。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽及基因疫苗。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽，是如下任一所述的多肽：
1) 氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的多肽；
2) 由SEQ ID NO:1进行1-6个的取代和/或缺失和/或添加的由SEQ ID NO:1衍生的多肽。
作为优选方式，是如下任一所述的多肽：
1) 氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示的多肽；
2) 由SEQ ID NO:2进行1-6个的取代和/或添加的由SEQ ID NO:2衍生的多肽。
本发明多肽还包括在上述氨基酸序列上增加或减少1-10个氨基酸的多肽。
上述多肽在制备用于阿尔兹海默症治疗药物或疫苗中的用途。
一种含有上述多肽的多肽疫苗。
作为优选方式，多肽疫苗还包括一种载体和/或佐剂。
进一步优选，所述佐剂选自福氏佐剂、氢氧化铝佐剂、琥珀酰化钥孔傶血兰蛋白、牛血清白蛋白、热休克蛋白、霍乱毒素B亚单位或糖甙Quil A。
进一步优选，所述载体选自琥珀酰化钥孔傶血兰蛋白、牛血清白蛋白、热休克蛋白、霍乱毒素B亚单位、白细胞介素-4（白介素-4, Interleukin-4, IL-4）、白细胞介素-6（白介素-6, Interleukin-6, IL-6）、白细胞介素-10（白介素-10, Interleukin-10, IL-10）或PEDI假单胞菌外毒素A受体结合域（receptor-binding domain (Ia) of Pseudomonas exotoxin A）。
进一步优选，所述载体与多肽通过共价键偶联方式或其他方式功能性相结合。
上述多肽疫苗在制备用于阿尔兹海默症治疗药物中的用途。
表达上述多肽疫苗的DNA疫苗，所述载体和/或佐剂与多肽通过DNA质粒共表达。
上述DNA疫苗在制备用于阿尔兹海默症治疗药物的用途。
表达如上述多肽疫苗的基因疫苗，所述载体和/或佐剂与多肽通过病毒载体共表达。
作为优选方式，所述病毒载体选自腺病毒、腺相关病毒或仙台病毒。
上述的基因疫苗在制备用于阿尔兹海默症治疗药物中的用途。
本发明多肽及疫苗可以诱导机体产生针对Aβ羧基端的抗体，阻止了Aβ羧基端肽段之间的疏水相互作用，所以可以有效的阻止Aβ的寡聚。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明构思巧妙，利用Aβ1-42羧基端多肽Aβ31-42作为抗原，既避免了Aβ16-30诱发的Th1型免疫细胞介导的自我免疫性炎症反应，又能有效的诱导机体产生识别Aβ1-42羧基端的抗体，阻止Aβ寡聚，有效的抑制Aβ寡聚体的神经毒性，达到治疗AD的目的。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是实施例1中C57BL/6J小鼠特异抗体结果图；
图2是实施例1中APP/PS1鼠特异抗体结果图；
图3是实施例1中体液免疫降低脑脊液中Aβ浓度结果图；
图4是实施例1中定位导航实验结果图；
图5是实施例1中空间探索实验结果图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1：
1、实验用品如下：
抗原：Aβ31-42, Aβ34-42, Aβ37-42多肽，使用Fmoc固相合成法直接合成，然后与牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin, BSA）, 琥珀酰化钥孔傶血兰蛋白(keyhole limpet hemocyanin，KLH）偶联形成蛋白-多肽复合物。
KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽：琥珀酰化钥孔傶血兰蛋白(keyhole limpet hemocyanin，KLH）偶联Aβ31-42, Aβ34-42, Aβ37-42多肽。
BSA: Aβ31-42多肽： 牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin, BSA）偶联Aβ31-42多肽。
2、受试动物：
免疫小鼠： 10只十周龄C57BL/6J小鼠或AD模型鼠APPswe/PS1ΔE9（下称APP/PS1鼠），分别于0,2,4周时使用经不完全福氏佐剂（Incomplete Freund Adjuvant , IFA）乳化的KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽经肌肉注射进行免疫，每只每次使用10μg抗原。对照组使用KLH。
实验方法：
酶联免疫吸附测定(ELISA): 用PBS（中性磷酸盐缓冲溶液）将与BSA：Aβ31-42多肽稀释至2μg／ml，每孔加60μl，4℃温度下放置10小时至12个小时，弃去孔内溶液，用PBS洗3次，每次3分钟。75μl 15%使用胎牛血清(FBS)于37℃封闭1小时。用含0.05%（v/v）Tween20的PBS洗4次. 使用含15% FBS，0.05% Tween20的PBS将待检样品稀释，然后在上述已包被的反应孔待检样品,每孔50 μl。同时做空白、阴性及阳性孔对照。置37℃孵育1h,洗涤。于反应孔中，加入新鲜稀释的酶标第二抗体(抗IgG抗体)100 μl，37℃孵育30-60分钟，洗涤,最后一遍用双蒸水洗涤。于各反应孔中加入临时配制的邻苯二胺（O-Phenylenediamine Dihydrochloride， OPD）底物溶液100 μl，37℃ 30分钟。然后于各反应孔中加入100 μl 1M HCl中止反应。使用酶标仪读取反450nm处的OD值作为反应结果。
脑脊液（Cerebro-Spinal Fluid，CSF）中Aβ浓度的测定：取小鼠小脑延髓池中的脑脊液。首先使用戊巴比妥将小鼠麻醉，然后剥离其头骨基部至第一椎骨的肌肉组织，使用微型针头穿刺蛛网膜进入小脑延髓腔抽取脑脊液。使用ELISA检测脑脊液中Aβ浓度。
Morris 水迷宫实验：设计特制的水迷宫主要由一圆柱型水池和一可移动位置的站台组成。水池高70cm，直径100cm，站台直径15cm，水池上空通过一个数字摄相机与计算机相连接。预先在水池中注入清水，水深15cm，加入炭素墨水使池水变为不透明的黑色，站台表面为黑色，使小鼠不能看到，水面高出站台表面0.5cm。水温控制在22±0.5℃。站台置于离入水点较远的象限中间，实验过程保持站台位置不变。定位航行实验：每次实验以60s为限，纪录动物从入水点到达站台所需时间以及在这段时间内的游泳路程和速度，以所需时间作为学习和记忆成绩（逃避潜伏期），若设定时间内未找到站台，计算机停止跟踪，记录时间为60s。每次实验在隔音的房间内进行，水池，光源，鼠笼等实验室各物件的位置保持不变。连续测量五天，每天测一次，每次从不同的入水点将小鼠面向池壁放入水中，入水点半随机，每次测量所有动物入水点相同。测试前先将小鼠置于平台上15s（适应），测试结束无论寻台是否成功都适应15s。空间探索实验：定位航行实验结束以后，拆除平台，记录小鼠在60s内穿过原平台位置的次数。
实验结果：
1、KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽免疫C57BL/6J 小鼠产生Aβ31-42特异抗体
使用KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽及KLH免疫C57BL/6J小鼠，然后检测其血液中可以识别Aβ31-42的特异抗体。结果如图1所示。
2、KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽免疫AD模型鼠APP/PS1鼠产生Aβ31-42特异抗体
使用KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽及KLH免疫AD模型鼠APP/PS1鼠，然后检测其血液中可以识别Aβ31-42的特异抗体。结果如图2所示。
3、KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽诱导的体液免疫反应可以降低AD模型鼠脑脊液 (CSF) 中Aβ浓度
使用KLH：Aβ31-42,KLH：Aβ34-42, KLH：Aβ37-42多肽免疫APP/PS1鼠以后，测量其脑脊液中Aβ水平的变化。结果如图3所示。
4、KLH：Aβ31-42多肽诱导的体液免疫反应可以提高AD模型鼠的记忆能力
利用Morris水迷宫实验检测使用KLH：Aβ31-42多肽免疫之后对APP/PS1鼠认知能力的改善。定位导航实验结果（如图4所示）显示，使用KLH：Aβ31-42多肽免疫APP/PS1鼠以后可以有效的降低其逃避潜伏期。空间探索实验结果（如图5所示）显示，使用KLH：Aβ31-42多肽免疫APP/PS1鼠以后可以有效的提高其经过原平台的次数。从而证明了KLH：Aβ31-42多肽诱导的体液免疫反应提高了APP/PS1鼠的记忆能力。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (14)

1.一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽，其特征在于，是如下任一所述的多肽：
1) 氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示的多肽；
2) 由SEQ ID NO:1进行1-6个的取代和/或缺失和/或添加的由SEQ ID NO:1衍生的多肽。
2.根据权利要求1所述的一种用于治疗阿尔兹海默症的多肽，其特征在于，是如下任一所述的多肽：
1) 氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示的多肽；
2) 由SEQ ID NO:2进行1-6个的取代和/或添加的由SEQ ID NO:2衍生的多肽。
3.含有如权利要求1或2所述的一种用于治疗阿尔兹海默症多肽的多肽疫苗。
4.根据权利要求3所述的多肽疫苗，其特征在于：还包括一种载体和/或佐剂。
5.根据权利要求4所述的多肽疫苗，其特征在于：所述佐剂选自福氏佐剂、氢氧化铝佐剂、琥珀酰化钥孔傶血兰蛋白、牛血清白蛋白、热休克蛋白、霍乱毒素B亚单位或糖甙Quil A。
6.根据权利要求4所述的多肽疫苗，其特征在于：所述载体选自琥珀酰化钥孔傶血兰蛋白、牛血清白蛋白、热休克蛋白、霍乱毒素B亚单位、白细胞介素-4、白细胞介素-6，白细胞介素-10或PEDI假单胞菌外毒素A受体结合域。
7.根据权利要求4所述的多肽疫苗，其特征在于：所述载体与多肽通过共价键偶联相结合。
8.根据权利要求1所述的多肽在制备用于阿尔兹海默症治疗药物或疫苗中的用途。
9.含有根据权利要求3所述的多肽疫苗在制备用于阿尔兹海默症治疗药物中的用途。
10.表达如权利要求3所述多肽疫苗的DNA疫苗，其特征在于：所述载体和/或佐剂与多肽通过DNA质粒共表达。
11.表达如权利要求3所述多肽疫苗的基因疫苗，其特征在于：所述载体和/或佐剂与多肽通过病毒载体共表达。
12.根据权利要求11所述的基因疫苗，其特征在于：所述病毒载体选自腺病毒、腺相关病毒或仙台病毒。
13.根据权利要求10所述的DNA疫苗在制备用于阿尔兹海默症治疗药物的用途。
14.根据权利要求11或12所述的基因疫苗在制备用于阿尔兹海默症治疗药物中的用途。
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