CN110841062A - LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为阿尔茨海默症药物靶点的用途 - Google Patents

LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为阿尔茨海默症药物靶点的用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为靶点在阿尔茨海默症状态下状态下发挥神经突触保护作用的应用。本申请通过试验验证下调阿尔茨海默模式细胞LMTK1的表达水平，可以抑制其Ser34磷酸化蛋白的表达，抑制神经突触萎缩，减少突触损伤。该发明证实了LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白是保护阿尔茨海默症状态下神经元突触的有效靶点，可作为药物靶标用于阿尔茨海默症的治疗。

Description

LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为阿尔茨海默症药物靶点的 用途
技术领域
本发明属于生物医学技术，特别涉及一种LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为靶点在保护阿尔茨海默症状态下神经细胞突触中的应用。
背景技术
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)是一种会不断加重的神经退行性脑障碍，体现为对大脑造成实质性的结构损害和功能损害。据估计，2010年中国有1000万例AD病例，由于我国正处于人口老龄化加速阶段，预计到2050年，中国60岁以上人口将占总人口的33％左右，约4.38亿人，随之而来的AD医疗挑战将逐渐加剧。
AD的病理生理机制复杂，其发病机制仍未阐明。其病理特征主要是细胞外β-淀粉样蛋白(amy-loidβ-protein，Aβ)沉积进而形成老年斑(senile plaques，SP)、细胞内过度磷酸化的Tau蛋白组成的神经原纤维缠结(neurofibrillarytangle，NFT)以及突触丢失等。尽管各国科学家对AD研究进展迅速，但临床上仍无彻底根治的方法。基于目前的严峻形势，各国高度重视对治疗AD的新药研发，现阶段被批准上市的两类药物(乙酰胆碱酯酶抑制剂和N-甲基-天冬氨酸受体拮抗剂)对于AD的治疗都十分有限。近年来，随着淀粉样蛋白学说的兴起，部分药企开发了多种以Aβ(amyliodβ)作为靶点的单克隆抗体，并被学术界寄予厚望，但截止目前，以Aβ作为靶点的单抗均未能达到预期的疗效。
目前阿尔茨海默病(AD)的治疗策略主要集中在β-淀粉样蛋白和tau蛋白的病理学机制上，然而突触本身也可能是改善疾病状态的一个重要靶点。实际上，突触的丢失情况在整个AD疾病进程中并不是一致的。突触密度在发生明显神经退行性变化之前就已经开始改变。在疾病早期，突触水平受到神经元退化、萎缩与自身区域性维持、代偿之间的相互作用的影响。随着疾病进程的进行，退化和萎缩加重，会最终导致突触的净损失，而这被认为是AD的早期病理事件。因此保护神经突触成为治疗AD的可能方式，作用于保护神经形态与功能的底物代表了一种新兴的补充类药物靶点，旨在使AD患者的突触动力学正常化，恢复认知功能。来自爱荷华大学医学院精神病学的Andrew A.Pieper教授，采用自己研发的新型神经保护药物，在阿尔兹海默病大鼠模型中证明了，使用神经细胞保护药物，可以有效防止阿尔兹海默病造成的大脑神经损伤，并改善大鼠的认知和学习功能。
研究认为胞内体转运途径是神经突触生长的关键过程，而胞内体转运途径主要包含三个步骤：首先将形成突触所需的物质打包成早期核内体；然后早期核内体将物质转运至突触并将其打包成循环核内体；最后循环核内体将蛋白插入到细胞膜中形成突触，早期核内体将需要降解的蛋白打包成晚期核内体。参与胞内体转运途径的蛋白中Rab5和Rab11对于突触的形成具有较大影响，其中Rab5是早期核内体的组成成分之一，Rab11是循环核内体组成成分之一。
在此基础上，我们通过研究测定发现了保护神经突触的新靶点，为阿尔茨海默症的治疗新方向作出贡献。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，本申请提供了LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为药物靶点在筛选预防和治疗阿尔茨海默症的药物中的应用。
技术方案：本发明公开了LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为药物靶点在筛选预防和治疗阿尔茨海默症的药物中的应用。
其中，所述药物是下调LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白表达水平的药物。
进一步的，所述药物是保护神经突触的药物。
更进一步的，所述药物是抑制神经突触萎缩的药物。
所述药物是通过调控Rab11抑制神经突触萎缩的药物。
本发明还公开了靶向LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白的抑制剂在制备预防和治疗阿尔茨海默症的药物中的应用。
本申请所述LMTK1(Lemur kinase 1，别名：apoptosis-associated tyrosinekinase 1，AATYK1)，是一种在脑内高度表达的新型丝氨酸/苏氨酸激酶。
本发明进一步的研究发现，LMTK1在细胞中存在两种状态，一种为磷酸化LMTK-1，另一种为非磷酸化LMTK1，而磷酸化LMTK1对于突触生长抑制作用更强。
有益效果：本发明测定阿尔兹海默症状态下，神经细胞的LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白含量和神经突触损伤程度存在联系，并且设计特异的小分子干扰RNA来下调全反式维甲酸分化后的人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)中LMTK1的表达，发现下调已分化的SH-SY5Y中内源LMTK1表达后，可以有效保护在阿尔兹海默状态下的神经突触。由此可见，靶向LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白的抑制剂可用于制备预防和治疗阿尔茨海默症的药物，具有潜在应用价值。
附图说明
图1为阿尔兹海默症状态下人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白含量，以及神经突触损伤测定结果；
图2为蛋白免疫印迹法(简称WB)检测转染si-lmtk1后内源性LMTK1及其磷酸化蛋白表达情况(统计结果以均值±标准差(Mean±SD)表示，实验独立样本均值采用独立样本t检验，p<0.01(**)说明数据在统计学分析中有极显著差异，NS代表无差异)；
图3为转染si-lmtk1后内源性LMTK1及其磷酸化蛋白表达，对分化后SHSY5Y神经突触的保护作用检测结果(统计结果以均值±标准差(Mean±SD)表示，实验独立样本均值采用独立样本t检验，p<0.01(**)说明数据在统计学分析中有极显著差异)。
具体实施方式
现结合实施例和附图，对本发明做详细描述。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
细胞来源：
人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)：江苏凯基生物技术股份有限公司KG217。
试剂来源：
全反式维甲酸：阿拉丁R106320-5g；Aβ1-42：上海翊圣生物科技有限公司20602ES03；兔源LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白抗体：南京金斯瑞生物科技有限公司C7791DC210-1,-2；兔源map2抗体：赛信通4542S；Alexa
Figure BDA0002283924170000031
488抗兔：赛信通4412；过氧化物酶标记山羊抗兔IgG(H+L)：上海翊圣生物科技有限公司33101ES60。
实施例1：阿尔兹海默症状态下人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白含量测定
体外培养人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)，经过全反式维甲酸(10μM)分化七天后，分别给予10μM的Aβ1-42 10小时、12小时、16小时、20小时、24小时，然后通过蛋白免疫印迹法测定内源性LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白含量，以二者比值分析磷酸化程度变化。统计结果见图1a，根据图示可见，随着给药时间延长，分化后人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)的LMTK1蛋白ser34磷酸化程度逐渐升高。
实施例2：阿尔兹海默症状态下人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)神经突触损伤测定
体外培养人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)，经过全反式维甲酸(10μM)分化七天后，分别给予10μM的Aβ1-42 10小时、12小时、16小时、20小时、24小时，通过免疫荧光法标记MAP2蛋白，测定M神经细胞树突长度，分析长度变化。统计结果见图1b和图1c，根据图示可见，随着给药时间延长，神经突触损伤升高。
实施例3：设计并合成对照siRNA(简称si-control)靶向LMTK1的siRNA(简称si-lmtk1)，这些siRNA合成于上海汉恒生物科技有限公司，序列信息为：
si-control:正义链：5‘UUCUCCGAACGUGUCACGUdTd3’
反义链：3‘ACGUGACACGUUCGGAGAAdTd5’
si-lmtk1:正义链：5’GCUCAGUGCAGCUCCUCAAdTdT3’
反义链:3‘UUGAGGAGCUGCACUGAGCdTdT5’
实施例4：蛋白免疫印迹法(简称WB)检测转染si-lmtk1后内源性LMTK1及其磷酸化蛋白表达
体外培养人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)，经过全反式维甲酸(10μM)分化七天后，将靶向LMTK1的siRNA(简称si-lmtk1)与无靶向序列的对照siRNA(si-control)分别转染已分化好的SHSY5Y，48小时后收集转染si-control组和转染si-lmtk1组细胞及空白未转染组细胞，并用WB法检测内源性LMTK1及其磷酸化蛋白表达。统计结果见图2，根据图2a和图2b显示，转染si-lmtk1组较转染si-control组及空白组的LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白表达有明显下调。
实施例5：蛋白免疫印迹法(简称WB)检测阿尔兹海默症状态下转染si-lmtk1后内源性LMTK1及其磷酸化蛋白表达
体外培养人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)，经过全反式维甲酸(10μM)分化七天后，将靶向LMTK1的siRNA(简称si-lmtk1)转染已分化好的SHSY5Y，对照组不转染，24小时后分别给予10μM Aβ1-42，给药24小时后收集对照组和转染组细胞，并用WB法检测内源性LMTK1及其磷酸化蛋白表达。统计结果见图3a和图3b，根据图示显示，阿尔兹海默症状态下，转染组较对照组的LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白表达有明显下调。
实施例6：免疫荧光法检测阿尔兹海默症状态下，转染si-lmtk1对分化后SHSY5Y神经突触的保护作用
体外培养人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)，经过全反式维甲酸(10μM)分化七天后，将靶向LMTK1的siRNA(简称si-lmtk1)转染已分化好的SHSY5Y，对照组不转染，24小时后分别给予10μM Aβ1-42，给药24小时后，用免疫荧光法标记MAP2蛋白检测对照组和转染组细胞神经突触长度。图示及统计结果见图3c和图3d，结果显示，阿尔兹海默症状态下，转染神经突触长度明显优于对照组。

Claims (6)

1.LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白作为药物靶点在筛选预防和治疗阿尔茨海默症的药物中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述药物是下调LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白表达水平的药物。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述药物是保护神经突触的药物。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述药物是抑制神经突触萎缩的药物。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述药物是通过调控Rab11抑制神经突触萎缩的药物。
6.靶向LMTK1及其Ser34磷酸化蛋白的抑制剂在制备预防和治疗阿尔茨海默症的药物中的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116102652A (zh) * 2022-10-11 2023-05-12 上海交通大学医学院附属瑞金医院 一种抗rcp抗体及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080003607A1 (en) * 1998-01-30 2008-01-03 Evolutionary Genomics Llc Methods to identify polynucleotide and polypeptide sequences which may be associated with physiological and medical conditions
CN107043407A (zh) * 2017-04-06 2017-08-15 中国药科大学 一种Tau蛋白抑制剂及在制备治疗阿尔兹海默症的药物中的应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080003607A1 (en) * 1998-01-30 2008-01-03 Evolutionary Genomics Llc Methods to identify polynucleotide and polypeptide sequences which may be associated with physiological and medical conditions
CN107043407A (zh) * 2017-04-06 2017-08-15 中国药科大学 一种Tau蛋白抑制剂及在制备治疗阿尔兹海默症的药物中的应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUNXIA JIANG等: "AATYK is a Novel Regulator of Oligodendrocyte Differentiation and Myelination", 《NEUROSCIENCE BULLETIN》 *
KEISUKE KOMAKI等: "Lemur tail kinase 1 (LMTK1) regulates the endosomal localization of β-secretase BACE1", 《J. BIOCHEM》 *
TETSUYA TAKANO等: "LMTK1 regulates dendritic formation by regulating movement of Rab11A-positive endosomes", 《MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116102652A (zh) * 2022-10-11 2023-05-12 上海交通大学医学院附属瑞金医院 一种抗rcp抗体及其制备方法
CN116102652B (zh) * 2022-10-11 2024-05-31 上海交通大学医学院附属瑞金医院 一种抗rcp抗体及其制备方法

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