CN116600824A - Gdf11诊断和治疗焦虑症和抑郁症的用途 - Google Patents

Abstract

提供了用于检测患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者中的GDF11的方法，其包括：提供来自患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；并检测结合的GDF11。还提供了诊断或表征受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍的方法，其包括：提供来自受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；检测结合的GDF11；并将检测到的结合的GDF11水平与健康参考水平进行比较。还提供了治疗或预防有需要的受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍和/或加速老化的方法，其包括向受试者施用增加受试者中GDF11多肽水平的试剂或组合物。

Description

GDF11诊断和治疗焦虑症和抑郁症的用途

背景技术

据估计，有7.92亿人患有精神健康障碍，占全球人口的11％(Ritchie和Roser，2018¹⁸)。双相情感障碍(BD)、重性抑郁障碍(MDD)和焦虑障碍占精神健康障碍人群的5.94亿，与一般人群相比，与高水平的残疾和缩短的预期寿命相关(Chesney、Goodwin和Fazel，2014¹²)。虽然情绪障碍的纵向病程是异质性的，但有证据表明情绪障碍患者亚群中的临床进展。此外，一项近期研究显示，在约50％的BD患者中发生进行性功能恶化(López-Villarreal等人，2019¹⁷)。这些患者经历更多次复发和住院，以及更差的神经认知功能(López-Villarreal等人，2019¹⁷)。

此外，情绪障碍被认为是加速老化(aging)的疾病(Squassina、Pisanu和Vanni，2019¹⁹；Fries等人，2020¹⁴)。与一般人群相比，它们与缩短的寿命相关，缩短的寿命与通常与老化相关的慢性健康病症(如心血管疾病、呼吸系统疾病和传染病、高血压和糖尿病)相关。一项已发表的系统综述和荟萃分析显示，精神障碍患者中几乎70％的死亡是由于自然原因造成的(Walker、McGee和Druss，2015²⁰)。这些死亡中大部分是由通常与老化相关的慢性身体疾病(如心血管疾病、呼吸系统疾病和传染病、糖尿病和高血压)造成的。

研究已经开始关注时序(chronological)年龄和生物学年龄之间的区别。特别相关的是，情绪障碍与生物老化标志物(如端粒长度、炎性标志物、氧化应激、DNA甲基化和遗传标志物)相关(Fries等人，2020¹⁴)。在一项使用小鼠模型的先前研究中，巴斯德研究所的科学家观察到，向老年小鼠注射来自年轻小鼠的血液使脑中的血管复原，从而改善脑血流，同时增加神经发生和认知(Katsimpardi等人，2014²)。此后，他们检查了属于GDF(生长分化因子)蛋白质家族的分子GDF11。GDF11已经以其复原老年大脑的能力而闻名：通过将该分子注射至老年小鼠模型中，他们注意到神经发生和血管重塑的增加(Katsimpardi等人，2015¹⁵)。心理健康广泛关注的是抑郁症与成人神经发生之间存在的关系。鉴定与年龄依赖性脑损伤相关的全身性因素(包括成人神经发生的程度)可能构成精神障碍新疗法的基础。

一项需求是鉴定治疗情绪障碍(包括抑郁症和双相情感障碍)和焦虑障碍的新机制，以及预测和/或诊断患有这些障碍的患者和将对独特治疗有反应的患者的新方法。

慢性情绪障碍和焦虑障碍被认为是加速老化的风险因素。此外，情绪障碍和焦虑障碍与高痴呆转化率相关。与一般人群相比，这些障碍与缩短的寿命相关，缩短的寿命与通常与老化相关的慢性健康病症(如心血管疾病、高血压和糖尿病)相关。特别相关的是，情绪障碍和焦虑障碍与生物老化标志物(如端粒长度)相关。另一项需求是在这些患者中鉴定加速老化过程，并要有具体治疗化合物来治疗这些障碍并预防或逆转此类病症的加速老化作用。

本文公开的发明满足这些和其它需求。

发明内容

在啮齿动物和人中，GDF11的水平随着年龄的增长而下降。发明人在实施例中展示的数据表明，GDF11水平是焦虑障碍/情绪障碍(包括抑郁症)的生物标志物，也是情绪障碍和/或焦虑障碍和一般心理健康的诊断、治疗和预后的有用工具。

在第一方面，本发明提供了用于检测患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者中的GDF11的方法。所述方法可以包括：提供来自患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；并检测结合的GDF11。在具体的实施方案中，障碍是情绪障碍。在优选的实施方案中，情绪障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，受试者已被临床诊断为情绪障碍和/或焦虑障碍。在具体的实施方案中，受试者正在接受针对情绪障碍和/或焦虑障碍的治疗。在具体的实施方案中，受试者是人。在具体的实施方案中，受试者年龄小于65岁。在具体的实施方案中，样品是血浆或血清。在具体的实施方案中，GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。在具体的实施方案中，本方法包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。在具体的实施方案中，本方法进一步包括测量受试者样品中GDF11的水平。在具体的实施方案中，样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平。在具体的实施方案中，样品中GDF11的水平不显著低于健康参考水平。

在另一方面，本发明提供了一种用于预测或诊断或表征受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍以及任选与之相关的加速老化的方法。所述方法可以包括测量受试者中的GDF11水平，并将测量的GDF11水平与健康参考水平进行比较。在具体的实施方案中，健康参考点将是数个参数的复合/组合：端粒长度、C-反应蛋白(CRP)值，以及可能的情绪和焦虑问卷评分。在具体的实施方案中，如上述健康参考所定义的生物学年龄将优先于时序年龄。

所述方法可以包括：提供来自受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；检测结合的GDF11；并将检测到的结合的GDF11水平与健康参考水平进行比较。在具体的实施方案中，如果检测到的结合的GDF11水平显著低于健康参考水平，则受试者被预测或诊断为情绪障碍和/或焦虑障碍。在具体的实施方案中，如果检测到的结合的GDF11水平不显著低于健康参考水平，则受试者不被预测或诊断为患有情绪障碍和/或焦虑障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍是抑郁障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，受试者正在接受针对情绪障碍和/或焦虑障碍的治疗。在具体的实施方案中，受试者是人。在具体的实施方案中，受试者年龄小于65岁。在具体的实施方案中，样品是血浆或血清。在具体的实施方案中，GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。在具体的实施方案中，本方法包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。

在另一方面，本发明提供了一种治疗或预防有需要的受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍并任选地减少或逆转与其相关的加速老化的方法，其包括向受试者施用增加受试者中GDF11多肽水平的试剂或组合物。

在具体的实施方案中，障碍是情绪障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍是抑郁障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含增加GDF11表达的激动剂抗体。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽。

在具体的实施方案中，通过来自R&D Systems的ELISA试剂盒(人GDF-11/BMP-11DuoSet ELISA；货号#：DY1958-05)检测GDF11多肽。

在具体的实施方案中，GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：3的氨基酸序列或由其组成。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的同源二聚体，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2或3中任一个的氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的复合物，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2或3中的至少一个氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含编码GDF11多肽或其功能片段或变体的核酸。在具体的实施方案中，GDF11多肽包括修饰的GDF11多肽。在具体的实施方案中，GDF11多肽包含标签。在具体的实施方案中，修饰的GDF11多肽包含选自以下的修饰：与Fc片段融合、聚乙二醇化、与白蛋白缀合、防止或减少蛋白水解降解的氨基酸突变、延长半衰期的氨基酸突变、及其任何组合。在具体的实施方案中，组合物通过选自以下的途径施用：静脉内、皮下、动脉内和肌肉内。在具体的实施方案中，GDF11多肽水平增加健康参考水平的至少25％、50％、75％或100％。在具体的实施方案中，受试者未患有神经退行性疾患。在具体的实施方案中，在将试剂或组合物施用于受试者之前，通过本发明的方法预测或诊断受治疗的受试者为情绪障碍。在具体的实施方案中，通过本发明的方法表征治疗或预防的有效性。

在另一方面，本发明提供了筛选化合物的方法。所述方法可以包括将测试化合物施用于患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者并检测受试者中的GDF11。所述方法可以包括：将测试化合物施用于患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者；获得来自受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；并检测结合的GDF11。在具体的实施方案中，情绪障碍是抑郁障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，受试者是人。在具体的实施方案中，受试者年龄小于65岁。在具体的实施方案中，样品是血浆或血清。在具体的实施方案中，GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。在具体的实施方案中，本方法包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。在具体的实施方案中，本方法进一步包括测量受试者样品中GDF11的水平。在具体的实施方案中，样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平，并且测试化合物不被鉴定为具有治疗情绪障碍的活性。在具体的实施方案中，样品中GDF11的水平不显著低于健康参考水平，并且测试化合物被鉴定为具有治疗情绪障碍的活性。

附图说明

图1.全身性施用GDF11恢复老年小鼠的记忆损害和抑郁症，患有MDD的年轻人中GDF11水平降低。(a)实验程序的示意图(b)在NORT期间测量辨别力指数(观察新物体所花费的时间百分比除以两个物体的总调查时间百分比)(每组小鼠只数n_Y＝10，n_GDF11＝8，n_O＝9)。(c)在洒水测试(Splash test)期间测量梳毛频率(每组小鼠只数n_Y＝7，n_GDF11＝7，n_O＝8)。(d)在TST期间测量不动时间(每组小鼠只数n_Y＝8，n_GDF11＝8，n_O＝7)。(e)描述人样品的临床特征的表格。患有MDD的年轻成年人和健康对照参与者按性别、年龄、受教育年限和BMI进行匹配。(f)通过ELISA免疫测定法在健康人对照或MDD患者的血清中测量GDF11(中位数_对照＝22.69pg/ml，中位数_MDD＝11.66pg/ml；图1f)。用于两组比较的Mann-Whitney检验；*P<0.05，均值和四分位距。

图2.全身性施用GDF11逆转与年龄相关的神经发生和自噬的下降并减少衰老。(a)海马齿状回的代表性共聚焦图像，用Sox2(红色)和DAPI(蓝色)进行免疫染色；比例尺：100μm。(b)齿状回SGL中Sox2⁺NSC的定量(每组小鼠只数n_Y＝6，n_GDF11＝8，n_O＝7)。(c)齿状回SGL中DCX⁺神经母细胞的定量(每组小鼠只数n_Y＝4，n_GDF11＝8，n_O＝9)。(d-e)针对衰老标志的实时qPCR，显示相对于年轻对照、年老GDF11和年老对照的ARF(d)和p16(e)的mRNA水平的倍数变化(每组小鼠只数n_Y＝8，n_GDF11＝4，n_O＝9)。(f)治疗9天后来自年轻小鼠、老年小鼠和GDF11处理的老年小鼠的海马裂解物的蛋白质印迹。(g-j)通过光强度对蛋白质印迹进行定量：Foxo3a(每组小鼠只数n_GDF11＝5，n_O＝4)(g)，Beclin(每组小鼠只数n_Y＝3，n_GDF＝5，n_O＝3)(h)，LC3(每组小鼠只数n_GDF11＝5，n_O＝4)(i)以及p62(每组小鼠只数n_GDF11＝5，n_O＝4)(i)。用于两组比较的Mann-Whitney检验；*P<0.05，**P<0.01；均值±S.E.M.。

图3.GDF11直接激活神经元并增强神经元活动。(a)体外神经元培养的示意图(b)来自用GDF11或对照处理的海马神经元的海马裂解物的蛋白质印迹。(c-f)通过光密度对蛋白质印迹进行定量：磷酸化SMAD(每组小鼠只数n＝4)(c)，Beclin(每组小鼠只数n＝8)(d)，LC3(每组小鼠只数n＝4)(e)以及p62(每组小鼠只数n＝4)(f)。(g)培养的海马神经元的GFP⁺树突和棘的代表性共聚焦图像。(h)体外海马神经元的代表性共聚焦图像，用cFos(绿色)和Hoechst(蓝色)进行免疫染色。(i)用GDF11或cLTP刺激2小时后树突棘密度(g)的定量(数字表示每10μm初级树突的棘的数量)。(j)每个视野cFos⁺神经元(h)的定量。用于两组比较的Mann-Whitney检验；*P<0.05，**P<0.01；均值±S.E.M.。

图4.GDF11对神经元活动的刺激通过自噬介导。(a)培养的海马神经元的GFP⁺树突和棘的代表性共聚焦图像，所述海马神经元用shBeclin或GFP转染并用GDF11或对照处理。(b)用GDF11或对照刺激2小时后树突棘密度(g)的定量(数字代表每10μm初级树突的棘的数量)。(c)体外海马神经元的代表性共聚焦图像，所述海马神经元用GDF11或巴佛洛霉素(Bafilomycin)或两者处理并用cFos(绿色)和Hoechst(蓝色)进行免疫染色。(d)每个视野cFos⁺神经元(c)的定量。(e)体外海马神经元的耗氧率，所述海马神经元用GDF11或巴佛洛霉素或两者处理并用Seahorse分析仪测量。用于两组比较的Mann-Whitney检验；*P<0.05，**P<0.01；均值±S.E.M.。

图5.GDF11对神经元活动的刺激通过自噬介导。(a)实验程序的示意图(b)在NORT期间测量辨别力指数(观察新物体所花费的时间百分比除以两个物体的总调查时间百分比)(每组小鼠只数n＝5)。(c)在洒水测试期间测量梳毛频率(每组小鼠只数n＝5)。(d)在明暗箱测试期间测量在明箱中花费的时间(每组小鼠只数n＝6)。(e-h)通过光密度对蛋白质印迹进行定量：Beclin(每组小鼠只数n＝4-5)(c)，Atg5(每组小鼠只数n＝4-5)(d)以及Lamp1(每组小鼠只数n＝4-5)(f)。用于两组比较的Mann-Whitney检验；*P<0.05；均值±S.E.。

图6.血液中GDF11水平的增加与老年小鼠记忆和情绪状态的改善相关。(a)在NORT期间测量辨别力指数(观察新物体所花费的时间百分比除以两个物体的总调查时间百分比)(每组小鼠只数n_Y＝10，n_O＝9)。(b)在洒水测试期间测量梳毛频率(每组小鼠只数n＝7)。(c)在TST期间测量不动时间(每组小鼠只数n＝7)。(d-f)针对衰老标志的实时qPCR，显示p16(d)、p19(e)和p21(f)的mRNA水平的倍数变化(每组小鼠只数n_Y＝9，n_GDF11＝5，n_O＝9)。(g-h)通过光强度对蛋白质印迹进行定量：Foxo3a(g)和Beclin(h)(每组小鼠只数n＝3)。单因素ANOVA分析和Tukey事后检验；用于两组比较的Mann-Whitney检验；*P<0.05，**P<0.01；***P<0.001；****P<0.0001；均值±S.E.M.。

图7.齿状回SGL中DCX⁺神经母细胞的定量(每组小鼠只数n_G/ICV＝5，n_O/ICV＝4)。

图8.GDF11 ELISA测定的检测率。通过ELISA测定(R&D systems)在来自情绪障碍个体的血清样品中的GDF11检测率(％)。

图9.大型队列中的血清GDF11水平和抑郁发作史。进行了用于两组比较的Mann-Whitney U检验。数据显示为Tukey箱线图，其中箱形表示中位数和四分位距。

图10.根据本技术的GDF11水平的数据分布。通过ELISA测定(A)和Simoa测定(B)对20名健康个体的血清进行分析。

图11.全身性GDF11处理挽救老年小鼠的抑郁样表型。

(A)测量在高架十字迷宫的开放臂上花费的时间(每组小鼠只数n＝10-12)。(B)测量蔗糖偏好指数(消耗的甜水量除以消耗的液体总量)(每组小鼠只数n＝10-12)。(C)测量通过嗅探面部来探索刺激小鼠/入侵者所花费的时间(每组小鼠只数n＝3)。(D)测量避免与刺激小鼠/入侵者接触所花费的时间(每组小鼠只数n＝3)。(E)测量小鼠悬挂在线上花费的时间，总持续时间为6min(每组小鼠只数n＝10-12)。(F)通过对巢的质量进行评分来评估筑巢能力(每组小鼠只数n＝10-12)。(G)通过测量掘洞管中去除的颗粒的重量除以颗粒的初始重量来评估掘洞行为(每组小鼠只数n＝10-12)。用于多重比较的单因素ANOVA分析和Tukey事后检验；*P<0.05，**P<0.01；***P<0.001；****P<0.0001；均值±S.E.M.。

图12.全身性施用GDF11在抑郁症小鼠模型中诱导体重减轻并减轻焦虑。

(A)显示施用CORT或载体期间每周体重测量值的图。箭头指示开始每天注射GDF11或盐水(载体)(每组小鼠只数n＝8-16)。(B)与(A)相同的图表，仅描绘接受CORT处理的小鼠(每组小鼠只数n＝8-16)。(C)注射GDF11或盐水10天后测量CORT小鼠的体重(每组小鼠只数n＝16)。(D)旷场测试中四种不同条件的代表性轨迹(CORT(施用CORT、无GDF11)、对照(无CORT、无GDF11)、CORT-GDF11(施用CORT并用GDF11处理)和GDF11(无CORT、用GDF11处理)。(E)在旷场测试期间测量小鼠在场地(arena)中心花费的时间(每组小鼠只数n＝8-16)。(F)在旷场测试期间测量小鼠在场地中移动的总距离(每组小鼠只数n＝8-16)。用于两组比较的Mann-Whitney检验；用于多重比较的单因素ANOVA分析和Tukey事后检验；*P<0.05，**P<0.01；***P<0.001；****P<0.0001；均值±S.E.M.。

具体实施方式

定义

为方便起见，此处收集本文采用的某些术语。除非另有定义，否则本文中所用的所有技术术语和科学术语具有本领域技术人员通常理解的含义。

如本文所用，“GDF11”是指“生长和分化因子11”，是生长因子的转化生长因子-β超家族的成员。已知GDF11结合TGFP3超家族I型受体，包括ALK4、ALK5和ALK7。对于哺乳动物发育中的信号传导，GDF11主要使用ALK4和ALK5。在具体的实施方案中，GDF11信号传导也可以经由ACVR2B受体发生。

GDF11也与GDF8(也称为肌肉生长抑制素)密切相关。GDF11也以可称为骨形态发生蛋白11，即BMP 11。如本文所用，“GDF11”可以包括GDF11的人前体多肽(SEQ ID NO：1，NCBI参考序列：NP 005802)；人前肽(SEQ ID NO：2)；人N-末端多肽(SEQ ID NO：4)和人成熟(SEQID NO：3)形式以及来自其它物种(包括但不限于牛、狗、猫、鸡、鼠、大鼠、猪、牛、火鸡、马、鱼、狒狒和其它灵长类动物)的同系物。该术语还指GDF11的片段或变体，例如在适当的动物模型(例如老年小鼠的异时异种共生)中所测量的，其通过自噬和/或炎症抑制情绪障碍和认知减退，或维持SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3的全长GDF11的至少80％的增加神经发生和血管生成的作用。

在具体的实施方案中，将GDF11多肽注射至鼠模型中，所述GDF11多肽由以下氨基酸序列(单体)组成：NLGLDCDEHS SESRCCRYPL TVDFEAFGWD WIIAPKRYKA NYCSGQCEYMFMQKYPHTHL VQQANPRGSA GPCCTPTKMS PINMLYFNDK QQIIYGKIPG MVVDRCGCS(https://www.peprotech.com/en/recombinant-humanmurinerat-gdf-11，SEQ ID NO：5)。

如本文所用，“情绪障碍”是一种以情绪改变为特征的精神障碍，包括但不限于重性抑郁障碍(MDD)(通常称为临床抑郁症、单相抑郁症或重性抑郁症)、双相情感障碍(BD)(以前称为躁狂抑郁症)、恶劣心境障碍(类似于MDD但比其轻)、循环性心境障碍(类似于BD但比其轻)。情绪障碍的其它非限制性例子包括抑郁障碍，其包括非典型抑郁症、忧郁性抑郁症、精神病性重性抑郁症、紧张性抑郁症、产后抑郁症、经前焦虑障碍、季节性情感障碍、心境恶劣、双重抑郁症、未另行指定的抑郁障碍、抑郁性人格障碍、复发性短暂抑郁症和轻度抑郁障碍。

如本文所用，“焦虑障碍”是一种以显著的焦虑感和恐惧感为特征的精神障碍，包括但不限于广泛性焦虑障碍、特定恐惧症、恐慌障碍、社交焦虑障碍、创伤后应激障碍、分离焦虑障碍、情境障碍、强迫性障碍、广场恐惧症、恐慌障碍和选择性缄默症。

术语“减少”、“降低”、“降低”、“减少的”、“降低的”和“抑制”在本文中均用于一般地表示相对于参考减少统计显著的量。在优选的实施方案中，相对于“健康参考水平”测量减少。

术语“增加的”、“增加”或“增强”或“激活”在本文中均用于一般地表示相对于参考增加统计显著的量。在优选的实施方案中，相对于“健康参考水平”测量增加。

如本文所用，“健康参考水平”是在对照人群或受试者中测量的水平。对于GDF11的测量水平，人群中的健康参考水平是在来自一组用于比较的健康受试者的特定定义类型的样品中测量的GDF11蛋白的平均浓度。熟练技术人员将理解的是，应当选择一组健康受试者以使其具有共同的相关定义特征。以下例子中描述了示例性健康队列。对于GDF11的测量水平，受试者中的健康参考水平可以是例如，当该受试者未患有或未疑似患有用于比较的情绪障碍和/或焦虑障碍时，在该受试者中测量的GDF11蛋白的平均浓度。

如本文所用的术语“分离的”或“部分纯化的”在核酸或多肽的情况下是指从至少一种其它成分(例如核酸或多肽)分离的核酸或多肽，所述其它成分在其天然来源中与所述核酸或多肽一起存在，和/或当被细胞表达或在分泌多肽的情况下被分泌时将与所述核酸或多肽一起存在。化学合成的核酸或多肽或使用体外转录/翻译合成的核酸或多肽被认为是“分离的”。

如本文所用的术语“样品”表示取自受试者或从受试者分离的样品，例如脑组织、脑脊液、血液样品、血浆/血清样品、细胞裂解物、来自受试者的组织样品的匀浆、或来自受试者的液体样品。示例性生物样品包括但不限于通过非侵入性方式采集的脑和皮肤活检、脑脊液以及血液和/或血浆/血清样品。在具体的实施方案中，样品来自切除术、活检或粗针穿刺活检。在具体的实施方案中，样品是血液或血液成分(如血浆)。此外，可以使用细针抽吸样品。术语“样品”还包括未处理或预处理(或预加工)的样品。在具体的实施方案中，样品是未处理的样品。可以通过从受试者中移除细胞和/或液体样品来获得样品，但也可以通过使用先前分离的细胞和/或液体(例如在先前的时间点分离并由同一个人或另一个人分离)来完成。

如本文所用，短语“治疗有效量”、“有效量”或“有效剂量”是指在治疗、预防或管理情绪障碍(如抑郁障碍或焦虑障碍)中提供治疗益处的量。

如本文所用，当用于指疾病、障碍或医疗病症时，“治疗”或“改善”是指针对病症的治疗性处理，其中目的是逆转、减轻、改善、抑制、减缓或停止症状或病症的进展或严重程度。术语“治疗”包括减少或减轻病症的至少一种不良反应或症状。如果减少了一种或多种症状或临床标志物，则治疗一般是“有效的”。可选地，如果病症的进展减少或停止，则治疗是“有效的”。即，“治疗”包括至少减缓在没有治疗的情况下将预期的症状进展或恶化。

如本文所用，术语“施用”是指通过导致递送至作用部位的方法或途径，将如本文所公开的增加受试者中GDF11多肽水平的试剂或组合物(特别是包含GDF11多肽的组合物)放置至受试者中。可以通过任何适当的途径施用增加受试者中GDF11多肽水平的包含试剂(特别是GDF11多肽)的药物组合物，在受试者中产生有效的治疗。

如本文所用，“受试者”是指人或其它哺乳动物。哺乳动物通常是灵长类动物、啮齿动物、家养动物或狩猎动物。灵长类动物包括黑猩猩、食蟹猴、蜘蛛猴和猕猴(例如恒河猴)。啮齿动物包括小鼠、大鼠、土拨鼠、雪貂、兔和仓鼠。家养动物和狩猎动物包括牛、马、猪、鹿、野牛、水牛、猫科物种(例如家猫)、犬科物种(例如狗、狐狸、狼)、禽类物种(例如鸡、鸸鹋、鸵鸟)和鱼(例如鳟鱼、鲶鱼和鲑鱼)。术语“患者”、“个体”和“受试者”在本文中可互换使用。哺乳动物可以是人、非人灵长类动物、小鼠、大鼠、狗、猫、马或牛。可以有利地使用除了人以外的哺乳动物，例如，作为代表例如情绪障碍的动物模型的受试者。此外，本文描述的方法可以用于治疗家养动物和/或宠物。受试者可以是雄性或雌性。受试者可以是先前被诊断或被鉴定为患有或具有需要治疗的病症(例如情绪障碍和/或焦虑障碍)或与这种病症相关的一种或多种并发症的受试者，但不需要已经接受过针对疾病或与该疾病相关的一种或多种并发症的治疗。可选地，受试者也可以是先前未被诊断为患有需要治疗的病症或与这种病症相关的一种或多种并发症的受试者。相反，受试者可以包括表现出病症的一种或多种风险因素或与病症相关的一种或多种并发症的受试者。针对特定病症的治疗“有需要的受试者”可以是患有该病症的受试者，被诊断为患有该病症的受试者，或者相对于给定的参考人群患上该病症的风险增加的受试者。

术语“抗体”，如本文所用，广泛地指由四条多肽链(两条重(H)链和两条轻(L)链)组成的任何免疫球蛋白(Ig)分子，或其任何功能片段、突变体、变体或衍生物，包括抗原结合部分，其保留了Ig分子的基本表位结合特征。它也可以是名为羊驼衍生的VHH纳米抗体的单域抗体分子。此类突变体、变体或衍生抗体形式是本领域已知的。

如本文所用，术语“蛋白质”和“多肽”可互换使用以指定通过相邻残基的α-氨基和羧基之间的肽键彼此连接的一系列氨基酸残基。术语“蛋白质”和“多肽”是指氨基酸的聚合物，所述氨基酸包括修饰的氨基酸(例如磷酸化、糖化、糖基化等)和氨基酸类似物，无论其大小或功能如何。“蛋白质”和“多肽”通常用于指相对大的多肽，而术语“肽”通常用于指小的多肽，但这些术语在本领域中重叠使用。当指基因产物及其片段时，术语“蛋白质”和“多肽”在本文中可互换使用。因此，示例性多肽或蛋白质包括基因产物、天然存在的蛋白质、同系物、直系同源物、旁系同源物、前述物的片段和其它等同物、变体和类似物。

如本文所用，术语“包含”或“包括”用于指组合物、方法及对该方法或组合物必不可少的其各自的组分，但不限制包含未指明的元素(无论是否必不可少)。

术语“由……组成”是指如本文所述的组合物、方法及其各自的组分，其不包含在实施方案的描述中未列举的任何元素。

术语“统计显著”或“显著地”是指统计显著性，一般地表示“p”值小于0.05(通过相关统计检验计算)。本领域技术人员将容易理解的是，任何特定实验的相关统计检验取决于所分析的数据类型。额外的定义在以下各节的文本中提供。

细胞生物学和分子生物学中常用术语的定义可以在以下找到：“The MerckManual of Diagnosis and Therapy”，第19版，Merck Research Laboratories出版，2006(ISBN 0-91 191 0-19-0)；Roberts.Porter等人(编辑)，The Encyclopedia of MolecularBiology，Blackwell Science Ltd.出版，1994(ISBN 0-632-021 82-9)；The ELISAguidebook(Methods in molecular biology 149)，作者Crowther J.R.(2000)；Immunology，作者Werner Luttmann，Elsevier出版，2006。分子生物学中常用术语的定义也可以在以下找到：Benjamin Lewin，Genes X，Jones&Bartlett Publishing出版，2009(ISBN-1 0:0763766321)；Kendrew等人(编辑)，Molecular Biology and Biotechnology:aComprehensive Desk Reference，VCH Publishers,Inc.出版，1995(ISBN 1-56081-569-8)以及Current Protocols in Protein Sciences 2009，Wiley Intersciences，Coligan等人编辑。

除非另有说明，否则使用标准程序进行本发明，例如描述于Sambrook等人，Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第3版)，Cold Spring Harbor LaboratoryPress，Cold Spring Harbor，N.Y.，USA(2001)以及Davis等人，Basic Methods inMolecular Biology，Elsevier Science Publishing,Inc.，New York，USA(1995)中，两者均通过引用全文并入本文。

用于检测患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者中的GDF11和/或用于诊断或表征受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍的方法

提供了用于检测患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者中的GDF11的体外方法。所述方法可以包括：提供来自患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；并检测结合的GDF11。在具体的实施方案中，情绪障碍是抑郁障碍。在优选的实施方案中，情绪障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，受试者已被临床诊断为情绪障碍和/或焦虑障碍。在具体的实施方案中，受试者正在接受针对情绪障碍和/或焦虑障碍的治疗。在具体的实施方案中，受试者是人。在具体的实施方案中，受试者年龄小于65岁。在具体的实施方案中，样品是血浆或血清。在具体的实施方案中，GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。在具体的实施方案中，本方法包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。在具体的实施方案中，本方法进一步包括测量受试者样品中GDF11的水平。在具体的实施方案中，样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平。在具体的实施方案中，样品中GDF11的水平不显著低于健康参考水平。

在具体的实施方案中，受试者年龄在30、35、40、45、50、55、60、65或70岁以下。

在具体的实施方案中，受试者是未患有神经退行性疾患的人。

在具体的实施方案中，受试者未患有认知损害，特别是未患有记忆障碍，也没有经历记忆丧失。

还提供了用于预测或诊断或表征受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍的方法。这些方法包括测量受试者样品中GDF11的水平。所述方法可以包括：提供来自受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；检测结合的GDF11；并将检测到的结合的GDF11水平与对照水平进行比较。在具体的实施方案中，如果样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平，则受试者被诊断为情绪障碍和/或焦虑障碍。在另一个具体的实施方案中，如果样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平，则受试者被预测为有患上情绪障碍和/或焦虑障碍的风险，或者可能在短期内患上情绪障碍或焦虑障碍。相反地，如果检测到的结合的GDF11水平不显著低于健康参考水平，则受试者不被诊断为患有情绪障碍和/或焦虑障碍，他/她也不太可能在短期内患上情绪障碍和/或焦虑障碍。在具体的实施方案中，障碍是情绪障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，受试者正在接受针对情绪障碍和/或焦虑障碍的治疗。在具体的实施方案中，受试者是人。在具体的实施方案中，受试者年龄小于65岁。在具体的实施方案中，样品是血浆或血清。在具体的实施方案中，GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。在具体的实施方案中，本方法包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。

在这些方法的具体实施方案中，与健康参考水平相比，检测到的结合的GDF11水平至少降低10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或95％。在这些方法的具体实施方案中，与健康参考水平相比，检测到的结合的GDF11水平降低20％至40％，40％至60％，60％至80％，或80％至95％。

在这些方法的具体实施方案中，健康参考水平为75pg/ml、70pg/ml、65pg/ml、60pg/ml、55pg/ml、50pg/ml、45pg/ml或40pg/ml。在一个实施方案中，健康参考水平为76.40pg/ml或更高。

在这些方法的具体实施方案中，检测到的结合的GDF11水平为10pg/ml或5pg/ml。在一个实施方案中，检测到的结合的GDF11为3.89pg/ml或更低。

方法可以利用GDF11结合蛋白，如人GDF11结合蛋白，更具体地为结合GDF11的抗GDF11抗体或其抗原结合部分。本公开的各个方面涉及抗体和抗体片段及其药物组合物。

在具体的实施方案中，用于本发明的诊断、预测或治疗方法的GDF11结合蛋白是抗体，现在将对其进行描述。在具体的实施方案中，GDF11抗体是多克隆的。在具体的实施方案中，GDF11抗体是单克隆的。

在一个实施方案中，在兔或小鼠中生成多克隆抗体或单克隆抗体。

在一个实施方案中，GDF11结合蛋白是名为VHH纳米抗体的单域抗体分子，因为该类型的抗体能够穿过血脑屏障(BBB)(Li T等人，2016¹⁶)。在例如羊驼中生成VHH抗体。

本发明涵盖针对GDF11蛋白的多克隆抗体或单克隆抗体或其片段。在具体的实施方案中，多克隆抗体或单克隆抗体或其片段与包含SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4中至少一个的氨基酸序列的多肽特异性结合。

在一个实施方案中，如上所公开的，可以通过用GDF11蛋白免疫动物来获得抗体。在免疫测定中，抗体可以作为试剂与受试者的天然GDF11蛋白结合。本发明涵盖针对GDF11蛋白的多克隆抗体、单克隆抗体、嵌合抗体及其片段(例如Fab、Fv、scFv)或VHH纳米抗体。

出于本发明的目的，表述“嵌合抗体”被理解为表示对于特定动物物种或特定抗体类别的抗体，所述特定动物物种或抗体类别的抗体包含另一动物物种或另一抗体类别的全部或部分抗体重链和/或轻链。

在具体的实施方案中，纯化蛋白质用于通过常规技术产生抗体。在具体的实施方案中，重组或合成的蛋白质或肽用于通过常规技术产生抗体。

抗体可以是合成的、半合成的、单克隆的或多克隆的，并且可以通过本领域众所周知的技术制造。此类抗体通过抗体的抗原结合位点与蛋白质和多肽特异性结合(与非特异性结合相反)。纯化或合成的蛋白质和肽可以用作免疫原以产生与其具有免疫反应性的抗体。蛋白质和肽含有引起抗体形成的抗原决定簇或表位。

这些抗原决定簇或表位可以是线性的，也可以是构象的(不连续的)。线性表位由多肽的单个氨基酸部分组成，而构象表位或不连续表位由来自多肽链不同区域并在蛋白质折叠时非常接近的氨基酸部分组成(C.A.Janeway,Jr.和P.Travers，Immuno Biology 3:9(Garland Publishing Inc.，第2版，1996))。由于折叠蛋白具有复杂的表面，因此可用表位的数量相当多；然而，由于蛋白质的构象和空间位阻，实际与表位结合的抗体数量小于可用表位的数量(C.A.Janeway,Jr.和P.Travers，Immuno Biology 2:14(Garland PublishingInc.，第2版，1996))。可以通过本领域已知的任何方法鉴定表位。可以使用本领域众所周知的技术(如固相合成、化学切割或酶切多肽，或使用重组DNA技术)产生此类表位或其变体。

如果抗体以大于或等于约10⁷M^-1的Ka与蛋白质或多肽结合，则将抗体定义为特异性结合。可以使用常规技术(例如Scatchard等人，Ann.N.Y.Acad.Sci.,51:660(1949)所描述的那些技术)容易地确定结合配偶体或抗体的亲和力。

可以容易地使用本领域众所周知的程序，从多种来源(例如马、牛、山羊、绵羊、狗、鸡、羊驼、骆驼、兔、小鼠或大鼠)生成多克隆抗体。一般地，通常通过肠胃外注射将适当地缀合的纯化蛋白质或多肽施用于宿主动物。可以通过使用佐剂(例如弗氏完全或不完全佐剂)来增强免疫原性。加强免疫后，采集少量血清样品并测试对蛋白质或多肽的反应性。可用于这种测定的各种测定方法的例子包括描述于Antibodies:A Laboratory Manual，Harlow和Lane(编辑)，Cold Spring Harbor Laboratory Press，1988中的那些方法；以及程序如对流免疫电泳(CIEP)、放射免疫测定、放射免疫沉淀、酶联免疫吸附测定(ELISA)、斑点印迹测定和夹心测定。见美国专利号4,376,110和4,486,530。

使用众所周知的程序可以容易地制备单克隆抗体。参见例如描述于以下中的程序：美国专利号4,902,614、4,543,439和4,411,993；Monoclonal Antibodies,Hybridomas:A New Dimension in Biological Analyses，Plenum Press，Kennett、McKeam和Bechtol(编辑)，1980。

例如，可以向宿主动物(如小鼠)腹膜内注射分离和纯化的蛋白质或缀合多肽(例如包含上述特定氨基酸或由其组成的肽)，以约3周的间隔注射至少一次，优选至少两次。然后通过常规斑点印迹技术或抗体捕获(ABC)测定小鼠血清以确定哪种动物最适合融合。大约二至三周后，向小鼠静脉内给予蛋白质或多肽的加强针。随后处死小鼠，并按照已确立的方案使脾脏细胞与市售骨髓瘤细胞(如Ag8.653(ATCC))融合。简要地，在培养基中洗涤骨髓瘤细胞数次，并以约三个脾细胞与一个骨髓瘤细胞的比例使其与小鼠脾脏细胞融合。融合剂可以是本领域使用的任何合适的试剂，例如聚乙二醇(PEG)。将融合物铺在含有允许融合细胞选择性生长的培养基的板中。然后可以允许融合细胞生长大约八天。采集来自所得杂交瘤的上清液并添加至首先用山羊抗小鼠Ig包被的板中。洗涤后，将标记(如标记的蛋白质或多肽)添加至每个孔，然后孵育。随后可以检测阳性孔。阳性克隆可以在大批培养物中生长，随后在蛋白A柱(Pharmacia)上纯化上清液。

可以使用可选技术(如由Alting-Mees等人²¹描述的那些技术，其通过引用并入本文)产生本发明的单克隆抗体。类似地，可以使用重组DNA技术构建结合配偶体以掺入编码特定结合抗体的基因的可变区。Larrick等人，Biotechnology,7:394(1989)中描述了这种技术。

本发明也涵盖了此类抗体的抗原结合片段，其可以通过常规技术产生。此类片段的例子包括但不限于Fab和F(ab')2片段。还提供了由基因工程技术产生的抗体片段和衍生物。

本发明的单克隆抗体包括嵌合抗体，例如鼠单克隆抗体的人源化版本。此类人源化抗体可以通过已知技术制备，并且当将抗体施用于人时提供免疫原性降低的优点。在一个实施方案中，人源化单克隆抗体包含鼠抗体的可变区(或仅其抗原结合位点)和源自人抗体的恒定区。可选地，人源化抗体片段可以包含鼠单克隆抗体的抗原结合位点和源自人抗体的可变区片段(缺乏抗原结合位点)。产生嵌合单克隆抗体和进一步工程化的单克隆抗体的程序包括描述于以下中的那些程序：Riechmann等人(Nature 332:323，1988)，Liu等人(PNAS 84:3439，1987)，Larrick等人(Biotechnology 7:934，1989)以及Winter和Harris(TIPS 14:139，1993年5月)。可以在GB 2,272,440、美国专利号5,569,825和5,545,806中找到转基因生成抗体的程序。

可以使用由基因工程方法产生的抗体，如包含人部分和非人部分的嵌合单克隆抗体和人源化单克隆抗体，其可以使用标准重组DNA技术制造。可以通过基因工程使用本领域已知的标准DNA技术产生此类嵌合单克隆抗体和人源化单克隆抗体，例如使用描述于以下中的方法进行：Robinson等人，国际公布号WO 87/02671；Akira等人，欧洲专利申请0184187；Taniguchi,M.，欧洲专利申请0171496；Morrison等人，欧洲专利申请0173494；Neuberger等人，PCT国际公布号WO 86/01533；Cabilly等人，美国专利号4,816,567；Cabilly等人，欧洲专利申请0125023；Better等人，Science 240:1041-1043，1988；Liu等人，PNAS 84:3439-3443，1987；Liu等人，J.Immunol.139:3521-3526，1987；Sun等人，PNAS84:214-218，1987；Nishimura等人，Canc.Res.47:999-1005，1987；Wood等人，Nature 314:446-449，1985；以及Shaw等人，J.Natl.Cancer Inst.80:1553-1559，1988；Morrison,S.L.，Science 229:1202-1207，1985；Oi等人，BioTechniques 4:214，1986；Winter，美国专利号5,225,539；Jones等人，Nature 321:552-525，1986；Verhoeyan等人，Science 239:1534，1988；以及Beidler等人，J.Immunol.141:4053-4060，1988。

就合成抗体和半合成抗体而言，此类术语旨在覆盖但不限于抗体片段、同种型转换抗体、人源化抗体(例如小鼠-人、人-小鼠)、杂交物、具有复数特异性的抗体和全合成抗体样分子。

在一个实施方案中，本发明涵盖单域抗体(sdAb)，也称为纳米抗体。sdAb是由可以选择性地与特定抗原结合的单个单体可变抗体结构域组成的片段。

在一个实施方案中，sdAb来自在骆驼科中发现的重链抗体(VHH片段)或在软骨鱼中发现的重链抗体(VNAR片段)，或者通过将二聚可变结构域分开为单体而获得。

抗体可以选自多克隆抗体、单克隆抗体、其片段(如F(ab')2和Fab片段、单链可变片段(scFv)、单域抗体片段(VHH或纳米抗体)、二价抗体片段(双价抗体)、以及任何重组产生和合成产生的结合配偶体。在优选的实施方案中，抗体是VHH，优选来自羊驼。

在具体的实施方案中，使用市售的抗GDF11抗体。对GDF11具有特异性的抗体是市售的，可以用于本文公开的本发明的实施方案中。截至本申请的提交日期，有数种此类市售的抗GDF11抗体。非限制性例子包括人GDF-11/BMP-11抗体MAB19581，可获自R&D systems。在具体的实施方案中，抗体是不与GDF8交叉反应的抗体。在具体的实施方案中，抗体是选择性GDF11单克隆抗体。

在本发明的上下文中，可以通过任何手段检测GDF11多肽和GFD11多肽的水平(任何形式的GDF11导致关于GDF11多肽或GDF11水平的信息)。在具体的实施方案中，因此也可以通过测量编码GDF11多肽的mRNA的水平来确定GDF11多肽的水平。在具体的实施方案中，可以如Souza等人²²(其通过引用全文并入本文)中所述来测量GDF11的水平。

在一个实施方案中，本方法可以包括：提供来自患有或疑似患有情绪障碍的受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；并检测结合的GDF11。一般地，通过直接或间接检测与GDF11结合的GDF11结合分子来检测结合的GDF11。这可以例如通过可视化或以其它方式检测GDF11结合分子:GDF11复合物来实现。在优选的实施方案中，GDF11结合分子是抗GDF11抗体或抗体片段，并且检测抗原-抗体复合物。优选地，本方法包括ELISA测定或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。

优选地，检测试剂包含标记，所述标记选自化学发光标记、酶标记、荧光标记和放射性(例如碘)标记。最优选地，检测试剂是标记的抗体或抗体片段。

优选的标记包括：荧光标记(如FITC)、发色团标记、亲和配体标记、酶标记(如碱性磷酸酶、辣根过氧化物酶或β-半乳糖苷酶)、酶辅因子标记、半抗原缀合物标记(如地高辛配基或二硝基苯基)、拉曼信号生成标记、磁性标记、自旋标记、表位标记(如FLAG或HA表位)、发光标记、重原子标记、纳米颗粒标记、电化学标记、光散射标记、球壳标记、半导体纳米晶体标记，其中标记可以允许在有或没有第二检测分子的情况下可视化。

优选的标记包括：合适的酶，如辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶、β-半乳糖苷酶或乙酰胆碱酯酶；能够形成复合物的结合对的成员，如链霉亲和素/生物素、亲和素/生物素、或抗原/抗体复合物(包括例如兔IgG和抗兔IgG)；荧光团，如伞形酮、荧光素、异硫氰酸荧光素、罗丹明、四甲基罗丹明、伊红、绿色荧光蛋白、赤藓红、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀石绿、二苯乙烯、荧光黄、Cascade Blue、Texas Red、二氯三嗪胺荧光素、丹磺酰氯、藻红蛋白、荧光镧系元素复合物(如包括铕和铽的那些复合物)、花青染料家族成员(如Cy3和Cy5)、分子信标及其荧光衍生物、以及本领域已知的其它荧光团；发光材料，如鲁米诺；光散射或等离子共振材料，如金颗粒或银颗粒或量子点；或放射性材料，包括¹⁴C、¹²³I、¹²⁴I、¹²⁵I、³²P、³³P、³⁵S或³H。

在一个实施方案中，与GDF11结合的抗体或抗体片段与人GDF11特异性结合。在一个实施方案中，与人GDF11结合的抗体或抗体片段与多肽特异性结合，所述多肽包含SEQ IDNO：1、SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：4或其任何组合或由以上组成。

在一个实施方案中，本方法包括免疫捕获方法。在一个实施方案中，本方法包括：附接针对GDF11的第一单克隆或多克隆抗体或其片段(捕获抗体)，将抗体与含有GDF11蛋白的生物样品一起孵育，并检测形成的抗原-抗体复合物，优选用单克隆抗体(可视化抗体)检测。

在一个实施方案中，在与捕获抗体接触之前，将生物样品与可视化单克隆抗体混合。可视化分子可以是放射性原子、染料、荧光分子、荧光团、酶；可视化颗粒可以是例如：胶体金、磁性颗粒或乳胶珠。

在一个实施方案中，可以通过在4℃用5μg/ml的N蛋白孵育过夜来包被微量滴定板。可以用PBS缓冲液中的0.1％ Tween 20洗涤板。可以在含有0.5％明胶和0.1％ Tween的PBS中稀释血清或纯化的Ig。在37℃孵育1h后，可以再次洗涤板。可以通过添加兔多克隆抗IgG(通过用在蛋白A和蛋白G柱上分离的IgG免疫兔而获得)然后加入碱性磷酸酶标记的山羊抗兔免疫球蛋白来检测结合的抗体。可以根据制造商的方案使用pNPP(对硝基苯基磷酸酯，SigmaAldrich)底物对酶活性进行定量。

在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平是受试者全身性循环中GDF11的水平。在优选的实施方案中，通过包括获得受试者的血清样品和确定血清样品中GDF11水平的方法来确定受试者全身性循环中GDF11的水平。在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平是受试者脑血管系统中GDF11的水平。在优选的实施方案中，通过包括获得受试者的血浆样品和确定血浆样品中GDF11水平的方法来确定受试者全身性循环中GDF11的水平。在优选的实施方案中，通过包括获得受试者的富血小板血浆样品和确定富血小板血浆样品中GDF11水平的方法来确定受试者全身性循环中GDF11的水平。在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平是受试者神经血管系统中GDF11的水平。在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平是受试者脑组织中GDF11的水平。在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平是受试者脑脊液中GDF11的水平。在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平是受试者侧脑室中GDF11的水平。在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平是受试者脑室下区神经血管微环境(niche)中GDF11的水平。

在具体的实施方案中，确定受试者中GDF11的水平。可以通过获得来自受试者的样品并确定样品中GDF11的水平来确定水平。确定受试者或获自受试者的样品中多肽水平的方法是本领域众所周知的，包括但不限于，特别是：ELISA、放射免疫测定、免疫组织化学、涉及GDF11特异性标记抗体的方法、斑点印迹分析、功能性生物测定、Northern印迹、原位杂交、和RT-PCR、基于适体的蛋白质组学技术(例如可市售获自SomaLogic,Inc.的SOMAscan^TM)、蛋白质印迹、流式细胞术、基于珠子的免疫测定(如Luminex技术或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术)。

治疗或预防情绪障碍和/或焦虑障碍以及任选的加速老化的方法

在另一方面，本发明提供了一种治疗或预防有需要的受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍以及任选与其相关的加速老化的方法，其包括向受试者施用增加受试者中GDF11多肽水平的试剂或组合物。所述组合物有利地含有可以增加GDF11的水平和/或活性的试剂(例如激动剂抗体)。在具体的实施方案中，情绪障碍是抑郁障碍或焦虑障碍。在具体的实施方案中，障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含增加GDF11水平的激动剂抗体。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽或其功能片段或其变体。在具体的实施方案中，GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：3的氨基酸序列或由其组成。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的同源二聚体，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2或3中的任何氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的复合物，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2或3中的至少一个氨基酸序列。在具体的实施方案中，功能变体如WO2019/144053中所公开。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含编码GDF11多肽或其功能片段或变体的核酸。在具体的实施方案中，GDF11多肽包括修饰的GDF11多肽。在具体的实施方案中，修饰的GDF11多肽包含选自以下的修饰：与Fc片段融合、聚乙二醇化、与白蛋白缀合、防止或减少蛋白水解降解的氨基酸突变、延长半衰期的氨基酸突变、及其任何组合。在具体的实施方案中，通过选自以下的途径施用组合物：静脉内、皮下、动脉内和肌肉内。在具体的实施方案中，GDF11多肽水平至少增加健康参考水平的25％、50％、75％或100％。在具体的实施方案中，受试者未患有神经退行性疾患。在另一个具体的实施方案中，受试者未患有认知损害或减退，特别是未患有记忆障碍，也没有经历记忆丧失。在具体的实施方案中，在施用本发明的试剂或组合物之前，预测受治疗的受试者患有情绪障碍或焦虑障碍。通过这种方式，可以预防或至少延迟所述障碍的发作。在具体的实施方案中，在将试剂或组合物施用于受试者之前，通过本发明的方法诊断受治疗的受试者为情绪障碍或焦虑障碍。在具体的实施方案中，通过本发明的方法表征治疗或预防的有效性。

在另一方面，本发明提供了一种治疗或预防有需要的受试者的加速老化的方法，其包括向受试者施用增加受试者中GDF11多肽水平的试剂或组合物。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含增加GDF11水平的激动剂抗体。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽或其功能片段或变体。在具体的实施方案中，GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、SEQID NO：2或SEQ ID NO：3的氨基酸序列或由其组成。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的同源二聚体，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2或3中的任何氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的复合物，所述GDF11多肽包含SEQ IDNO：1、2或3中的至少一个氨基酸序列。在具体的实施方案中，功能变体如WO2019/144053中所述。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含编码GDF11多肽或其功能片段或变体的核酸。在具体的实施方案中，GDF11多肽包括修饰的GDF11多肽。在具体的实施方案中，修饰的GDF11多肽包含选自以下的修饰：与Fc片段融合、聚乙二醇化、与白蛋白缀合、防止或减少蛋白水解降解的氨基酸突变、延长半衰期的氨基酸突变、及其任何组合。在具体的实施方案中，通过选自以下的途径施用组合物：静脉内、皮下、动脉内和肌肉内。在具体的实施方案中，GDF11多肽水平增加健康参考水平的至少25％、50％、75％或100％。在具体的实施方案中，受试者未患有神经退行性疾患。在另一个具体的实施方案中，受试者未患有认知损害或减退，特别是未患有记忆障碍，也没有经历记忆丧失。在具体的实施方案中，在施用本发明的试剂或组合物之前，预测受治疗的受试者患有情绪障碍或焦虑障碍。通过这种方式，可以预防或至少延迟所述障碍的发作。在具体的实施方案中，在将试剂或组合物施用于受试者之前，通过本发明的方法诊断受治疗的受试者为情绪障碍或焦虑障碍。在具体的实施方案中，通过本发明的方法表征治疗或预防的有效性。

在具体的实施方案中，本方法包括向受试者施用增加受试者中GDF11多肽水平的试剂或组合物。

在具体的实施方案中，试剂或组合物增加受试者的以下至少一项中的GDF11多肽水平：全身性循环、脑血管系统、脑脊液、脑组织、侧脑室、神经血管系统和脑室下区神经血管微环境。

在具体的实施方案中，受试者是需要治疗或预防情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者。

在具体的实施方案中，受试者是已被医学专业人员预测或诊断为患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者。

在具体的实施方案中，情绪障碍是抑郁障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍选自：重性抑郁障碍(MDD)(通常称为临床抑郁症、单相抑郁症或重性抑郁症)、双相情感障碍(BD)(以前称为躁狂抑郁症)、恶劣心境障碍(类似于MDD但比其轻)、循环性心境障碍(类似于BD但比其轻)、非典型抑郁症、忧郁性抑郁症、精神病性重性抑郁症、紧张性抑郁症、产后抑郁症、经前焦虑障碍、季节性情感障碍、心境恶劣、双重抑郁症、未另行指定的抑郁障碍、抑郁性人格障碍、复发性短暂抑郁症和轻度抑郁障碍。在优选的实施方案中，情绪障碍是MDD。

在具体的实施方案中，抑郁障碍是与年龄相关的抑郁症。

在具体的实施方案中，障碍是焦虑障碍。在具体的实施方案中，焦虑障碍选自广泛性焦虑障碍、特定恐惧症、恐慌障碍、社交焦虑障碍、创伤后应激障碍、分离焦虑障碍、情境障碍、强迫性障碍、广场恐惧症、恐慌障碍和选择性缄默症。

在具体的实施方案中，受试者年龄在30、35、40、45、50、55、60、65或70岁以下。

在具体的实施方案中，受试者是未患有神经退行性疾患的人。

在具体的实施方案中，受试者未患有认知损害或减退，特别是未患有记忆障碍，也没有经历记忆丧失。

在具体的实施方案中，受试者是未表现出神经退行性疾患的症状的受试者，其中所述症状包括以下至少一种或由其组成：难以抬起脚和脚趾的前部；手臂、腿、脚或脚踝无力；手无力或笨拙；言语不清；吞咽困难；肌肉痉挛；手臂、肩膀和舌头抽搐；咀嚼困难；呼吸困难；肌肉麻痹；部分或完全视力丧失；复视；身体部分刺痛或疼痛；头部运动时发生的电击感；震颤；步态不稳；疲劳；头晕；记忆丧失；定向障碍；对空间关系的误解；阅读或书写困难；难以集中注意力和思考；难以做出判断和决定；难以计划和执行熟悉的任务；抑郁症；焦虑症；社交退缩；情绪波动；易怒；侵略性；睡眠习惯改变；神志恍惚；痴呆；自主运动丧失；姿势和平衡受损；肌肉僵硬；运动迟缓；眼球运动缓慢或异常；不自主抽搐或扭动运动(舞蹈病)；不自主且持续的肌肉挛缩(肌张力障碍)；缺乏灵活性；缺乏冲动控制；食欲变化；以及其所有可能的组合。

在具体的实施方案中，受试者未被诊断为：与物理损伤相关的CNS或PNS神经损伤或损害、缺血、某些医疗程序或暴露于生物或化学毒素或毒物、肿瘤、感染、代谢或营养障碍、认知或情绪障碍、以及与神经损伤或破坏相关的各种医疗病症。

在具体的实施方案中，受试者未被诊断为神经血管疾患。在具体的实施方案中，受试者未表现出：高血压、血小板聚集、脑血管结构改变(例如狭窄、僵硬、变形)、血压突然变化、面部无力、视力损伤、协调性或平衡丧失、突然头痛、和伴有难以理解的言语的精神混乱。

本文描述的方法和组合物涉及增加受试者中GDF11多肽的水平。在具体的实施方案中，这是通过将GDF11多肽或其功能片段或其变体施用于受试者来实现的。GDF11多肽可以选自：GDF11的人前体多肽(SEQ ID NO：1，NCBI参考序列：NP 005802)，人前肽(SEQ IDNO：2)，和人成熟(SEQ ID NO：3)形式以及来自其它物种(包括但不限于牛、狗、猫、鸡、鼠、大鼠、猪、牛、火鸡、马、鱼、狒狒和其它灵长类动物)的同系物。在具体的实施方案中，施用的肽是GDF11的片段或变体，例如在适当的动物模型(例如老年小鼠的异时异种共生)中所测量的，其通过自噬和/或炎症抑制情绪障碍和认知减退，或维持SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：3的全长GDF11的至少80％的增加神经发生和血管生成的作用。

通过自噬和/或炎症抑制情绪障碍和认知减退的保守替换变体，或维持野生型GDF11的神经干细胞和/或祖细胞复原作用、神经发生作用或血管生成作用中任一项的保守替换变体，将包括如本文所定义的保守替换。通过例如与GDF11同系物或来自其它物种的旁系同源物的序列比对，来指导鉴定最有可能耐受保守替换同时保持野生型GDF11至少80％的活性的氨基酸。GDF11同系物之间相同的氨基酸不太可能耐受变化，而那些显示出保守差异的氨基酸显然更有可能在人工变体的情况下耐受保守变化。类似地，具有非保守差异的位置不太可能对功能至关重要，并且更有可能耐受人工变体中的保守替换。可以例如通过将变体施用于适当的动物模型(例如老年小鼠)来测试变体的活性。

对于人GDF11，前肽加信号序列(例如前体多肽，例如SEQ ID No：1)长407个氨基酸。切割24个氨基酸的信号肽生成383个氨基酸的前肽(例如SEQ ID NO：2)，切割前肽产生109个氨基酸的成熟GDF11多肽(例如SEQ ID NO：3)，其对应于前肽的C-末端。成熟多肽形成二硫键连接的同源二聚体。切割前肽还生成N-末端多肽(例如SEQ ID NO：4)，其包含SEQ IDNO：1的氨基酸25-298。通过与其它形式的GDF11多肽形成复合物，N-末端GDF11多肽可以至少在体外拮抗例如SEQ ID NO：2和3的多肽的活性，因此可以用于调节如本文所述的GDF11组合物的活性。因此，就如本文所述的GDF11多肽治疗或预防情绪障碍和/或焦虑障碍而言，以及就例如SEQ ID NO：4的N-末端GDF11多肽可以拮抗此类作用而言，可以从本文使用的(即用于本发明的治疗方法的)术语“GDF11多肽”的含义中排除SEQ ID NO：4的多肽。

如本文所用，用于GDF11的“前肽”是指其中信号结构域(例如SEQ ID NO：1的氨基酸1-24)在GDF11的成熟形式和/或活性形式的形成过程中被切割掉的GDF11多肽。如本文所用，用于GDF11的“前体肽”是指包含信号结构域的GDF11多肽，例如包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列的多肽。

在具体的实施方案中，通过施用试剂或组合物来增加受试者中GDF11的水平，所述试剂或组合物包含增加受试者中GDF11的水平或活性的GDF11激动剂。示例性GDF11激动剂描述于美国专利号8,323,964中。

在具体的实施方案中，通过施用试剂或组合物来增加受试者中GDF11的水平，所述试剂或组合物包含增加受试者中GDF11的水平的激动剂抗体。可以使用任何能够增加受试者中GDF11表达的抗体。如本文所用，“抗体”包括但不限于：全长抗体、抗体片段、单链抗体、双特异性抗体、微型抗体、结构域抗体、VHH/纳米抗体、合成抗体(有时在本文中称为“抗体模拟物”)、嵌合抗体、人源化抗体、抗体融合物(有时称为“抗体缀合物”)、以及每种分别的片段。示例性抗体片段包括但不限于：(i)由VL、VH、CL和CH I结构域组成的Fab片段，(ii)由VH和CH I结构域组成的Fd片段，(iii)由单个抗体的VL和VH结构域组成的Fv片段，(iv)由单个可变结构域组成的dAb片段，(v)分离的CDR区，(vi)F(ab')2片段，其是包含两个连接的Fab片段的二价片段，(vii)单链Fv分子(scFv)，其中VH结构域和VL结构域通过肽接头连接以允许两个结构域结合以形成抗原结合位点，(viii)双特异性单链Fv二聚体，以及(ix)“双价抗体”或“三价抗体”，其是通过基因融合构建的多价或多特异性片段。可以修饰抗体片段。例如，可以通过掺入连接VH和VL结构域的二硫键来稳定分子。抗体形式和结构的例子描述于Holliger和Hudson²³，2006，Nature Biotechnology 23(9):1126-1136和Carter²⁴2006，Nature Reviews Immunology 6:343-357和其中引用的参考文献中，所有这些都明确通过引用并入。示例性GDF11激动剂抗体包括PCT国际申请公布WO2002/010214中描述的GDF11激动剂抗体。

在具体的实施方案中，通过施用试剂或组合物来增加受试者中GDF11的水平，所述试剂或组合物包含GDF11多肽和/或编码GDF11多肽的核酸。根据本文描述的方法施用于受试者的GDF11多肽可以包含以上如本文所述的GDF11多肽，例如前肽或成熟形式。在具体的实施方案中，GDF11多肽包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列。在具体的实施方案中，GDF11多肽包含SEQ ID NO：2的氨基酸序列。在具体的实施方案中，GDF11多肽包含SEQ ID NO：3的氨基酸序列。

在具体的实施方案中，施用于受试者的试剂或组合物可以包含GDF11多肽同源二聚体，所述同源二聚体包含氨基酸序列SEQ ID NO：3的多肽。在具体的实施方案中，施用于受试者的试剂或组合物可以包含GDF11多肽同源二聚体，所述同源二聚体包含氨基酸序列SEQ ID NO：2的多肽。在具体的实施方案中，施用于受试者的试剂或组合物可以包含GDF11多肽同源二聚体，所述同源二聚体包含氨基酸序列SEQ ID NO：1的多肽。在具体的实施方案中，施用于受试者的试剂或组合物可以包含GDF11多肽同源二聚体，所述同源二聚体包含氨基酸序列SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：2和/或SEQ ID NO：1中任一项的多肽。

在具体的实施方案中，可以将GDF11多肽的功能变体或片段施用于受试者。在具体的实施方案中，GDF11的变体是保守修饰的变体。在本文描述的任何方面的具体实施方案中，可以向受试者施用变体或片段(例如保守修饰的变体或功能片段或编码这种多肽的核酸)。变体的例子包括WO2019/144053中描述的变体。

在具体的实施方案中，GDF11多肽可以是本文所述序列的变体，例如包含SEQ IDNO：3、SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2的氨基酸序列的GDF11多肽的变体。在具体的实施方案中，变体是保守替换变体。例如，可以通过天然核苷酸序列的突变来获得变体。本文所称的“变体”是与天然多肽或参考多肽基本同源的多肽，但由于一个或多个缺失、插入或替换，其氨基酸序列与天然多肽或参考多肽的氨基酸序列不同。与天然DNA序列或参考DNA序列相比，编码多肽的DNA序列涵盖了包含一个或多个核苷酸添加、缺失或替换的序列，但其编码的变体蛋白或其片段相对于参考蛋白保留了相关生物活性，即可以通过自噬和/或炎症来抑制情绪障碍和认知减退，或者可以使神经干细胞和/或祖细胞恢复野生型GDF11的至少50％。至于氨基酸序列，技术人员将认识到，改变编码序列氨基酸中单个氨基酸或一小百分比氨基酸(即5％或更少，例如4％或更少，或3％或更少，或1％或更少)的核酸、肽、多肽或蛋白质序列的单个替换、缺失或添加是“保守修饰的变体”，其中改变导致氨基酸被替换为化学上相似的氨基酸。据考虑，一些变化可以潜在地改善相关活性，使得变体(无论保守与否)具有超过100％的野生型GDF11活性，例如110％、125％、150％、175％、200％或更多。

鉴定可以被替换的氨基酸残基的一种方法是例如将人GDF11与来自一个或多个非人物种的GDF11同系物进行比对。比对不仅可以为可能是功能所必需的残基提供指导，而且相反，还可以为可能耐受变化的那些残基提供指导。例如，当比对显示相应位置的两个氨基酸相同或相似时，该位点更有可能是功能上重要的。相反，当比对显示相应位置的残基在大小、电荷、疏水性等方面显著不同时，该位点更有可能耐受功能多肽中的变异。类似地，与来自同一物种但不显示相同活性的相关多肽(例如GDF8)进行比对也可以为GDF11活性所需的区域或结构提供指导。变体氨基酸或DNA序列可以与天然序列或参考序列(例如SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：1、或SEQ ID NO：2或编码这些氨基酸序列之一的核酸)至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或更多地相同。例如，可以通过使用万维网上通常用于该目的的免费可得计算机程序比较两个序列，来确定天然序列和突变序列之间的同源程度(百分比同一性)。变体氨基酸或DNA序列可以与衍生其的序列(本文称为“原始”序列)至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或更多地类似。例如，可以使用相似性矩阵来确定原始序列和突变序列之间的相似程度(相似性百分比)。相似性矩阵在本领域中是众所周知的，许多使用相似性矩阵比较两个序列的工具可在线免费获得，例如BLASTp(可在万维网上获得，http://blast.ncbi.nlm.nih.gov)，并设置了默认参数。

注意到成熟GDF11多肽可能包括在例如氨基酸313和372；341和404；以及345和406(相对于包括信号序列的全长多肽进行编号)之间的链内二硫键，并且氨基酸371可能参与链间二硫键。

可以用具有相似物理化学特征的残基替换给定的氨基酸，例如，用一个脂肪族残基替换另一个(如Ile、Val、Leu或Ala彼此替换)，或者用一个极性残基替换另一个(如在Lys和Arg之间；Glu和Asp之间；或Gin和Asn之间)。其它此类保守替换(例如替换具有相似疏水特性的整个区域)是众所周知的。可以在本文描述的任何一个测定中测试包含保守氨基酸替换的多肽，以确认保留天然多肽或参考多肽的期望活性。提供功能相似氨基酸的保守替换表是本领域众所周知的。此类保守修饰的变体在与本公开一致的多态变体、种间同系物和等位基因之外，并且不排除以上各项。通常，彼此保守替换包括：1)丙氨酸(A)、甘氨酸(G)；2)天冬氨酸(D)、谷氨酸(E)；3)天冬酰胺(N)、谷氨酰胺(Q)；4)精氨酸(R)、赖氨酸(K)；5)异亮氨酸(I)、亮氨酸(L)、甲硫氨酸(M)、缬氨酸(V)；6)苯丙氨酸(F)、酪氨酸(Y)、色氨酸(W)；7)丝氨酸(S)、苏氨酸(T)；以及8)半胱氨酸(C)、甲硫氨酸(M)(参见例如Creighton，Proteins(1984))。

任何不参与维持多肽适当构象的半胱氨酸残基也可以被替换，通常用丝氨酸替换，以改善分子的氧化稳定性并防止异常交联。相反地，可以将半胱氨酸键添加至多肽以改善其稳定性或促进寡聚化。

在具体的实施方案中，施用于受试者的GDF11多肽可以包含一种或多种氨基酸替换或修饰。在具体的实施方案中，替换和/或修饰可以防止或减少蛋白水解降解和/或延长受试者中多肽的半衰期。在具体的实施方案中，可以通过将GDF11多肽与其它多肽或多肽结构域缀合或融合来修饰GDF11多肽，作为非限制性例子，所述其它多肽或多肽结构域如：转铁蛋白(W006096515)、白蛋白(Yeh等人，1992)、生长激素(US2003104578)、纤维素(Levy和Shoseyov，2002)、和/或Fc片段(Ashkenazi和Chamow，1997)。

在具体的实施方案中，如本文所述的GDF11多肽可以包含至少一个肽键替换。可以替换单个肽键或多个肽键，例如2个键、3个键、4个键、5个键、或6个或更多个键、或所有肽键。如本文所述的分离肽可以包含一种类型的肽键替换或多种类型的肽键替换，例如2种类型、3种类型、4种类型、5种类型、或更多种类型的肽键替换。肽键替换的非限制性例子包括脲、硫脲、氨基甲酸酯、磺酰脲、三氟乙胺、邻(氨基烷基)苯乙酸、对(氨基烷基)苯乙酸、间(氨基烷基)苯乙酸、硫代酰胺、四唑、硼酸酯、烯属基团及其衍生物。

在具体的实施方案中，如本文所述的GDF11多肽可以包含通常存在于多肽和/或由活生物体产生的蛋白质中的天然存在氨基酸，例如Ala(A)、Val(V)、Leu(L)、Ile(I)、Pro(P)、Phe(F)、Trp(W)、Met(M)、Gly(G)、Ser(S)、Thr(T)、Cys(C)、Tyr(Y)、Asn(N)、Gin(Q)、Asp(D)、Glu(E)、Lys(K)、Arg(R)和His(H)。在具体的实施方案中，如本文所述的GDF11多肽可以包含替代氨基酸。替代氨基酸的非限制性例子包括：D-氨基酸；β-氨基酸；同型半胱氨酸、磷酸丝氨酸、磷酸苏氨酸、磷酸酪氨酸、羟脯氨酸、γ-羧基谷氨酸；马尿酸、八氢吲哚-2-羧酸、抑胃酶氨酸、1,2,3,4-四氢异喹啉-3-羧酸、青霉胺(3-巯基-D-缬氨酸)、鸟氨酸、瓜氨酸、α-甲基丙氨酸、对苯甲酰基苯丙氨酸、对氨基苯丙氨酸、对氟苯丙氨酸、苯甘氨酸、丙炔基甘氨酸、肌氨酸和叔丁基甘氨酸)、二氨基丁酸、7-羟基四氢异喹啉羧酸、萘基丙氨酸、联苯丙氨酸、环己基丙氨酸、氨基异丁酸、正缬氨酸、正亮氨酸、叔亮氨酸、四氢异喹啉羧酸、哌啶酸、苯甘氨酸、高苯丙氨酸、环己基甘氨酸、脱氢亮氨酸、2,2-二乙基甘氨酸、1-氨基环戊烷羧酸、1-氨基-1-环己烷羧酸、氨基苯甲酸、氨基萘甲酸、γ-氨基丁酸、二氟苯丙氨酸、哌啶甲酸、α-氨基丁酸、噻吩基丙氨酸、叔丁基甘氨酸、三氟缬氨酸；六氟亮氨酸；氟化类似物；叠氮化修饰氨基酸；炔烃修饰氨基酸；氰基修饰氨基酸；及其衍生物。

在具体的实施方案中，可以修饰GDF11多肽，例如通过向肽中包含的一个或多个氨基酸添加部分来进行修饰。在具体的实施方案中，如本文所述的GDF11多肽可以包含一个或多个部分分子，例如每个肽有1个或多个部分分子，每个肽有2个或更多个部分分子，每个肽有5个或更多个部分分子，每个肽有10个或更多个部分分子或每个肽有更多个部分分子。在具体的实施方案中，如本文所述的GDF11多肽可以包含一种或多种类型的修饰和/或部分，例如1种类型的修饰、2种类型的修饰、3种类型的修饰或更多种类型的修饰。修饰和/或部分的非限制性例子包括聚乙二醇化、糖基化、羟乙基淀粉化(HESylation)、ELP化(ELPylation)、脂化、乙酰化、酰胺化、封端修饰、氰基、磷酸化、白蛋白和环化。在具体的实施方案中，封端修饰可以包括N-末端乙酰化、N-末端酰化和N-末端甲酰化。在具体的实施方案中，封端修饰可以包括C-末端酰胺化、引入C-末端醇、醛、酯和硫酯部分。可以通过添加部分(例如PEG或白蛋白)来增加GDF11多肽的半衰期。

在具体的实施方案中，施用于受试者的GDF11多肽可以是本文所述的GDF11氨基酸序列之一的功能片段。如本文所用，“功能片段”是肽的片段或节段，根据本文描述的工作，其可以通过自噬和/或炎症抑制情绪障碍和认知减退，或者可以使受试者的神经干细胞和/或祖细胞复原或增加神经发生。功能片段可以包含本文公开的序列的保守替换。在具体的实施方案中，功能片段可以包含GDF11的12.5kDa的C-末端。在具体的实施方案中，GDF11(例如SEQ ID No：3)的12.5kDa的C-末端可以作为单体起作用。在具体的实施方案中，GDF11的12.5kDa的C-末端可以作为同源二聚体起作用。在具体的实施方案中，GDF11的12.5kDa的C-末端可以作为与GDF11前肽的异二聚体起作用。

可以通过本领域技术人员已知的许多技术中的任何一种来完成原始氨基酸序列的改变。例如，可以通过合成含有突变序列的寡核苷酸，其两侧是允许与天然序列片段连接的限制性位点，来在特定位点引入突变。连接后，所得重建序列编码具有期望的氨基酸插入、替换或缺失的类似物。

可选地，可以采用寡核苷酸定向的位点特异性诱变程序以提供改变的核苷酸序列，所述序列具有根据所需替换、缺失或插入而改变的特定密码子。用于进行此类改变的技术包括以下公开的技术：Walder等人(Gene 42:133，1986)；Bauer等人(Gene 37:73，1985)；Craik(BioTechniques，1985年1月，12-19)；Smith等人(Genetic Engineering:Principlesand Methods，Plenum Press，1981)；以及美国专利号4,518,584和4,737,462，其通过引用整体并入本文。在具体的实施方案中，可以化学合成如本文所述的GDF11多肽，并且可以作为化学合成过程的一部分掺入突变。

在具体的实施方案中，如本文所述的GDF11多肽可以配制成药学上可接受的前药。如本文所用，“前药”是指可以通过一些化学过程或生理过程(例如酶促过程和代谢水解)转化为治疗剂的化合物。因此，术语“前药”也指药学上可接受的生物活性化合物的前体。前药在施用于受试者时可以是无活性的(即酯)，但在体内转化为活性化合物，例如水解为游离羧酸或游离羟基。前药化合物通常提供溶解度、组织相容性或在生物体中延迟释放的优点。术语“前药”还意味着包括任何共价键合的载体，当这种前药施用于受试者时，其在体内释放活性化合物。可以通过修饰活性化合物中存在的官能团来制备活性化合物的前药，所述修饰的方式为使修饰在常规操作或体内对母体活性化合物切割。前药包括其中羟基、氨基或巯基与这样的任何基团键合的化合物，当将活性化合物的前药施用于受试者时，切割所述基团以分别形成游离羟基、游离氨基或游离巯基。前药的例子包括但不限于醇的乙酸酯、甲酸酯和苯甲酸酯衍生物，或活性化合物中的胺官能团的乙酰胺、甲酰胺和苯甲酰胺衍生物等。参见：Design of Prodrugs，H.Bundgaard，Elsevier(1985)；Wang等人，“Prodrugapproaches to the improved delivery of peptide drug”，Curr.Pharm.Design.5(4):265-287(1999)；Pauletti等人(1997)Improvement in peptide bioavailability:Peptidomimetics and Prodrug Strategies，Adv.Drug.Delivery Rev.27:235-256。

在具体的实施方案中，如本文所述的GDF11多肽可以是药学上可接受的溶剂化物。术语“溶剂化物”是指固态的如本文所述的肽，其中将合适溶剂的分子掺入晶格中。用于治疗施用的合适溶剂在所施用的剂量下是生理上可耐受的。用于治疗施用的合适溶剂的例子是乙醇和水。当溶剂是水时，溶剂化物被称为水合物。一般地，通过将化合物溶解于适当的溶剂中并通过冷却或使用反溶剂分离溶剂化物来形成溶剂化物。通常在环境条件下使溶剂化物干燥或共沸。

可以通过使用众所周知的方法(包括重组方法和化学合成)来合成本发明的肽。通过将包含编码肽的核酸的载体引入合适的宿主细胞中来产生肽的重组方法是本领域众所周知的，如Sambrook等人，Molecular Cloning:A Laboratory Manual，第2版，第1至8卷，Cold Spring Harbor，NY(1989)；M.W.Pennington和B.M.Dunn，Methods in MolecularBiology:Peptide Synthesis Protocols，Vol 35，Hurnana Press，Totawa，NJ(1994)中所描述的，两者的内容通过引用并入本文。也可以使用本领域众所周知的方法来化学合成肽，参见例如N.L.Benoiton，Chemistry of Peptide Synthesis，CRC Press，Boca Raton，FL(2005)。

在具体的实施方案中，受试者中GDF11的水平比治疗前受试者中GDF11的水平增加至少20％，例如20％或更多、30％或更多、40％或更多、50％或更多、100％或更多、150％或更多、200％或更多、250％或更多、300％或更多、或350％或更多。在具体的实施方案中，受试者中GDF11的水平比治疗前受试者中GDF11的水平增加至少100％。在具体的实施方案中，受试者中GDF11的水平比治疗前受试者中GDF11的水平增加至少200％。在具体的实施方案中，受试者中GDF11的水平比治疗前受试者中GDF11的水平增加约250％。在具体的实施方案中，受试者中GDF11的水平增加至健康参考水平的至少50％，例如健康参考水平的50％或更多、60％或更多、70％或更多、80％或更多、90％或更多、或100％或更多。在具体的实施方案中，受试者GDF11的水平增加至健康参考水平的至少60％。在具体的实施方案中，受试者GDF11的水平增加至健康参考水平的至少75％。在具体的实施方案中，受试者GDF11的水平增加至健康参考水平的至少90％。

在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，人受试者年龄在30、35、40、45、50、55、60、65或70岁以下。在具体的实施方案中，人参考受试者未患有神经退行性疾患。在另一个具体的实施方案中，人参考受试者未患有认知损害或减退，特别是未患有记忆障碍，也没有经历记忆丧失。

在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在70岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。

在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在65岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。

在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在60岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在55岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在50岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在45岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在40岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在35岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在30岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在25岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。在具体的实施方案中，健康参考水平可以是未表现出情绪障碍或焦虑障碍的任何体征或症状且年龄在20岁以下的人受试者群体中GDF11的平均水平。

在具体的实施方案中，本文描述的方法可以包括选择GDF11水平低于健康参考水平的受试者并施用如本文所述的治疗。

在具体的实施方案中，增加受试者中GDF11的水平以治疗受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍。

在另一方面，本发明提供了一种用于治疗或预防受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍以及逆转加速老化的方法，其包括向受试者施用有效量的增加受试者中GDF11多肽的水平的试剂或组合物，从而治疗受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍。

本文描述的技术的各方面涉及增加GDF11多肽的水平的本发明的试剂和组合物(例如包含如本文所述的GDF11多肽或编码如本文所述的GDF11多肽的核酸的组合物)。在具体的实施方案中，组合物是药物组合物。如本文所用，术语“药物组合物”是含有本发明的活性剂(其增加GDF11多肽的水平)与制药工业中常用的药学上可接受的载体的组合的组合物。本文中采用的短语“药学上可接受的”是指那些化合物、材料、组合物和/或剂型在合理的医学判断范围内适合用于与人和动物的组织接触而没有过度的毒性、刺激性、过敏反应或其它问题或并发症，与合理的益处/风险比相称。

本发明的更进一步的方面提供了一种根据本发明的药物组合物，其含有本发明的试剂，用于治疗或预防有需要的受试者的情绪障碍或焦虑障碍的用途。所述药物组合物或试剂也可以用于治疗或预防患有情绪障碍或焦虑障碍的受试者的加速老化。

在具体的实施方案中，情绪障碍是抑郁障碍，优选与年龄相关的抑郁症。

本发明还提供了一种本发明的试剂(其增加GDF11多肽的水平)，其用于制备药物的用途，所述药物旨在施用于患有情绪障碍或焦虑障碍的患者，特别是逆转所述受试者的加速老化。

制备含有溶解或分散于其中的活性成分的药物组合物是本领域所熟知的，并且通常不需要基于制剂进行限制。此类组合物通常制备为可注射液体溶液或悬浮液，然而，也可以制备适合于在使用前在液体中形成溶液或悬浮液的固体形式。制剂也可以乳化或以脂质体组合物的形式呈现。活性成分可以与赋形剂混合，所述赋形剂是药学上可接受的并且与活性成分相容，并且其量适合用于本文所述的治疗方法。合适的赋形剂例如是水、生理盐水、右旋糖、甘油、乙醇等及其组合。此外，如果期望，组合物可以含有少量的辅助物质(如润湿剂或乳化剂、pH缓冲剂等)，其增强活性成分的有效性。本发明的治疗组合物可以包含其中组分的药学上可接受的盐。

药学上可接受的盐包括酸加成盐(由多肽的游离氨基形成)，所述酸加成盐由无机酸(例如盐酸或磷酸)或有机酸(如乙酸、酒石酸、扁桃酸等)形成。由游离羧基形成的盐也可以衍生自无机碱(例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙或氢氧化铁)和有机碱(如异丙胺、三甲胺、2-乙氨基乙醇、组氨酸、普鲁卡因等)。生理上可耐受的载体是本领域众所周知的。示例性液体载体是无菌水溶液，其除了活性成分和水以外不含任何材料，或含有缓冲液(如生理pH值的磷酸钠、生理盐水或两者，如磷酸盐缓冲盐水)。

更进一步，水载体可以含有多于一种缓冲盐，以及盐(如氯化钠和氯化钾)、右旋糖、聚乙二醇和其它溶质。液体组合物还可以含有除了水以外和排除水的液相。此类附加液相的示例性例子是甘油、植物油(如棉籽油)和水油乳液。将有效治疗特定疾患或病症的本发明中使用的活性剂的量将取决于疾患或病症的性质，并且可以通过标准临床技术来确定。

在具体的实施方案中，可以通过控制释放或延迟释放的手段来施用增加GDF11多肽的水平的本发明的试剂和组合物，尤其是如本文所述的GDF11多肽或编码GDF11多肽的核酸。控释药品有相对于其非控释对应物改善药物疗法的共同目标。理想地，在医学治疗中使用优化设计的控释制剂的特征是采用最少的药物物质在最短的时间内治愈或控制病症。控释制剂的优点包括：1)延长药物的活性；2)减少给药频率；3)提高患者依从性；4)药物总用量较少；5)减少局部或全身性副作用；6)使药物积累最小化；7)减少血液水平波动；8)提高治疗的疗效；9)减少药物活性的增强或丧失；以及10)改善控制疾病或病症的速度。Kim,Chemg-ju，Controlled-release Dosage Form Design,2(Technomic Publishing，Lancaster,Pa.:2000)。

常规剂型通常提供快速或立即从制剂中释放药物。根据药物的药理学和药代动力学，使用常规剂型可以导致患者血液和其它组织中药物浓度的广泛波动。这些波动可以影响许多参数，如剂量频率、起效时间、疗效持续时间、治疗性血液水平的维持、毒性、副作用等。

有利地，控释制剂可以用于控制药物的起效时间、作用持续时间、治疗窗内的血浆水平和峰值血液水平。特别是，控释或缓释剂型或制剂可以用于确保实现药物的最大有效性，同时使潜在的不良反应和安全问题最小化，这些不良反应和安全问题可能在药物剂量不足(即低于最小治疗水平)以及超过药物的毒性水平时发生。

大多数控释制剂被设计为最初释放迅速产生期望治疗效果的量的药物(活性成分)，并逐渐且连续地释放其它量的药物以在较长时间内维持这种治疗效果或预防效果的水平。为了维持体内药物的这种恒定水平，必须以将替代被代谢并从体内排出的药物量的速率从剂型中释放药物。可以通过各种条件刺激活性成分的控制释放，所述条件包括但不限于pH、离子强度、渗透压、温度、酶、水和其它生理条件或化合物。

各种已知的控释或缓释剂型、制剂和装置可以适于与本公开的盐和组合物一起使用。例子包括但不限于描述于以下美国专利号中的那些：3,845,770、3,916,899、3,536,809、3,598,123、4,008,719、5674,533、5,059,595、5,591,767、5,120,548、5,073,543、5,639,476、5,354,556、5,733,566和6,365,185B1，其中每一个通过引用并入本文。这些剂型可以用于提供一种或多种活性成分的缓慢释放或控制释放，使用例如羟丙基甲基纤维素、其它聚合物基质、凝胶、渗透膜、渗透系统(如(Alza Corporation，Mountain View，美国加利福尼亚州)或其组合以不同比例提供期望的释放曲线。

在具体的实施方案中，本文描述的技术涉及一种注射器，其包含治疗有效量的组合物，例如包含如本文所述增加GDF11多肽的水平的本发明的试剂(尤其是GDF11多肽)的药物制剂。

确定治疗有效量完全在本领域技术人员的能力范围内。通常，治疗有效量可以随着以下而变化：受试者的病史、年龄、状况、性别，以及受试者中医疗病症的严重程度和类型，以及其它药物活性剂的施用。

在一方面，本文描述的技术涉及一种方法，其包括将增加GDF11多肽水平的试剂(尤其是GDF11多肽或编码GDF11多肽的核酸)施用于受试者。在具体的实施方案中，受试者需要针对情绪障碍和/或焦虑障碍的治疗。

可以通过以下进行施用：静脉内、鼻内、动脉内、口服、吸入、腹膜内、肌肉内、皮下、腔内或本领域技术人员已知的其它手段。以与剂量制剂相容的方式并且以治疗有效量施用组合物。将施用的量和时间取决于待治疗的受试者、受试者的系统利用活性成分的能力、以及期望的治疗效果程度。

例如，可以常规地以单位剂量施用含有至少一种试剂的治疗组合物。术语“单位剂量”在用于治疗组合物时是指适合作为单元剂量用于受试者的物理离散单位，每个单位含有预定量的活性物质(经计算以产生期望的治疗效果)与所需的生理上可接受的稀释剂(即载体或载剂)组合。

试剂的剂量范围取决于效力，并且为足够大的量以产生期望的效果，例如减少或消除受试者的情绪障碍或焦虑障碍。剂量不应太大，以免引起不可接受的不良副作用。

一般地，剂量将随着患者的年龄、状况和性别而变化，并且可以由本领域技术人员确定。如果出现任何并发症，则剂量也可以由个别医生调整。通常，剂量可以在0.001mg/kg体重至0.5mg/kg体重的范围内。在一个实施方案中，剂量范围为5ng/kg体重至30μg/kg体重。

可以重复施用上面列举的剂量。在具体的实施方案中，每天给予剂量一次，或每天多次(例如但不限于每天三次)。在具体的实施方案中，每天施用上面列举的剂量数周或数月。治疗的持续时间取决于受试者的临床进展和对疗法的应答。不希望受理论束缚，本文报告的数据表明，在某些实施方案中，在停止治疗至少一周、两周、一个月、两个月、三个月、六个月或更长时间后，治疗可以有效减少或消除受试者的情绪障碍或焦虑障碍。

需要施用的活性成分的精确量取决于从业者的判断，并且对每个个体是特别的。然而，用于全身性应用的合适剂量范围公开于本文，并且取决于施用途径。合适的施用方案也是可变的，但典型的是进行初始施用，然后以一个或多个间隔重复给药，然后进行后续施用。可选地，考虑足以将血液中的浓度维持在体内疗法的指定范围内的连续静脉输注。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄70岁以下的正常健康人受试者群体(例如那些没有情绪障碍和/或焦虑症的体征、症状或标志物的人受试者)的血液中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄65岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄60岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄55岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄50岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄45岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄40岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄35岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄30岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。在具体的实施方案中，剂量范围足以将血液中的浓度维持在年龄25岁以下的正常健康人受试者中发现的范围内。

治疗有效量是足以产生例如情绪障碍或焦虑障碍的统计显著且可测量的变化的试剂的量。此外，可以通过用增加GDF11水平的试剂(尤其是GDF11多肽)治疗的受试者中GDF11多肽或其片段的增加来测量试剂的疗效。

在具体的实施方案中，试剂或组合物包含增加GDF11表达的激动剂抗体。在具体的实施方案中，试剂或组合物与受体(如ALK4/5)结合，或激活受体，或通过受体进行信号传导。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：2的氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：3的氨基酸序列。

在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽包含与SEQID NO：1的氨基酸序列至少80％、85％、90％或95％相同的氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽包含与SEQ ID NO：2的氨基酸序列至少80％、85％、90％或95％相同的氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽包含与SEQ ID NO：3的氨基酸序列至少80％、85％、90％或95％相同的氨基酸序列。

在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽由SEQ IDNO：1的氨基酸序列组成。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽由SEQ ID NO：2的氨基酸序列组成。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽，所述GDF11多肽由SEQ ID NO：3的氨基酸序列组成。

在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的同源二聚体，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2、3或4中的任何氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含GDF11多肽的复合物，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2、3或4中的任何氨基酸序列。在具体的实施方案中，试剂或组合物包含编码GDF11多肽或其功能片段或变体的核酸。

在具体的实施方案中，GDF11变体如WO2019/144053中所述。

在具体的实施方案中，GDF11多肽包括修饰的GDF11多肽。在具体的实施方案中，修饰的GDF11多肽包含选自以下的修饰：与Fc片段融合、聚乙二醇化、与白蛋白缀合、防止或减少蛋白水解降解的氨基酸突变、延长半衰期的氨基酸突变、及其任何组合。

在具体的实施方案中，组合物通过选自以下的途径施用：静脉内、皮下、动脉内和肌肉内。

在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平增加至健康参考水平的至少100％。在具体的实施方案中，GDF11多肽的水平增加至健康参考水平的至少75％。

在具体的实施方案中，组合物增加受试者的以下至少一项中的GDF11多肽水平：全身性循环、脑血管系统、脑脊液、脑组织、侧脑室、神经血管系统和脑室下区神经血管微环境。

在具体的实施方案中，组合物包含分离或重组的GDF11多肽。在具体的实施方案中，分离或重组的GDF11多肽包含选自以下的修饰：与Fc片段融合、聚乙二醇化、与白蛋白缀合、防止或减少蛋白水解降解的氨基酸突变、延长半衰期的氨基酸突变、及其任何组合。

在具体的实施方案中，增加GDF11水平的分子(尤其是GDF11多肽或其功能片段或变体)激活或调节ALK4/5受体。在具体的实施方案中，GDF11多肽或其功能片段或变体调节SMAD信号级联。

在具体的实施方案中，受试者的以下至少一项中的GDF11多肽水平增加：全身性循环、脑血管系统、脑组织、脑脊液、侧脑室、神经血管系统和脑室下区神经血管微环境。

筛选方法

还提供了筛选化合物(例如测试候选化合物)的方法。所述方法可以包括：将测试化合物施用于患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者；获得来自受试者的样品；使样品与GDF11结合分子接触；并检测结合的GDF11。在具体的实施方案中，障碍是情绪障碍或焦虑障碍。在具体的实施方案中，情绪障碍是重性抑郁障碍。在具体的实施方案中，受试者是人。在具体的实施方案中，受试者年龄小于65岁。在具体的实施方案中，样品是血浆。在具体的实施方案中，GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。在具体的实施方案中，本方法包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。

在具体的实施方案中，筛选方法包括测量获自所述受试者的样品中GDF11的水平。所述样品可以在施用测试化合物之前和/或之后获得。在具体的实施方案中，如果在施用化合物之后采集的样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平或不显著高于在施用化合物之前采集的样品中测量的初始GDF11水平，则测试化合物不被鉴定为具有治疗情绪障碍和/或焦虑障碍的活性。相反地，如果在施用化合物之后采集的样品中GDF11的水平不显著低于健康参考水平或显著高于在施用化合物之前采集的样品中测量的初始GDF11水平，则测试化合物被鉴定为具有治疗情绪障碍和/或焦虑障碍的活性。具体地，如果在施用化合物之后采集的样品中GDF11的水平显著高于健康参考水平或在施用化合物之前采集的样品中测量的初始GDF11水平，则测试化合物被鉴定为具有治疗情绪障碍和/或焦虑障碍的活性。

在这些方法的上下文中，测试化合物可以是适合用作治疗剂的任何类型的化学实体。

实施例

I.材料和方法(用于实施例1-实施例5)

人研究设计和参与者

这是一项横断面研究，其嵌套在一项包括年轻成年人的社区样本的大型队列研究中。先前已发表了原始研究的全部细节(Moreira FP等人²⁵)。简要地，使用简明国际神经精神障碍访谈(MINI)评估所有参与者，该检查是基于精神障碍诊断和统计手册(DSM-IV)诊断标准的结构化精神病学访谈。此外，使用蒙哥马利-阿斯伯格抑郁量表(MADRS)评估抑郁症状的严重程度。不穿鞋测量身高，取最接近的0.1cm。以千克为单位测量体重，取最接近的0.1kg。使用体重(千克)和身高(米)根据公式Kg/m²计算体重指数(BMI)(世界卫生组织(WHO)，2008，Waist circumference and waist-hip ratio:Report of a WHO ExpertConsultation，世界卫生组织，瑞士日内瓦)。出于本研究的目的，选择了57名患有重性抑郁障碍(MDD)的年轻成年人和51名健康对照，所述健康对照没有情绪障碍(MDD或双相情感障碍)、焦虑障碍(恐慌障碍、广场恐惧症、社交恐惧症、广泛性焦虑障碍)、强迫性障碍、创伤后应激障碍或注意力缺陷多动障碍。按性别、年龄、受教育年限和BMI进行组的匹配。

从人受试者采集血液

通过静脉穿刺从每个受试者抽取10毫升血液至游离抗凝剂真空管中。立即以3500g离心血液15分钟，并在-80℃冷冻保存血清直至分析。

人血清中GDF11水平的定量

根据制造商的说明，使用人GDF11/BMP-11DuoSet ELISA试剂盒(R&DSystems，美国)通过夹心ELISA确定GDF11血清水平。简要地，在室温用4μg/mL抗人GDF11捕获抗体的PBS溶液包被微量滴定板(96孔平底)过夜。此后，用洗涤缓冲液洗涤板三次，并在室温用1％BSA溶液封闭2小时。洗涤后，在4℃将板与样品孵育过夜，标准曲线范围为15.65pg/mL至2000pg/mL的GDF11。洗涤板并加入400ng/mL的生物素化抗人GDF11检测抗体，在室温孵育2小时。洗涤后，在室温用链霉亲和素-过氧化物酶缀合物(在1％ BSA溶液中1:40稀释)孵育20分钟，随后再次洗涤板，并在室温与底物溶液孵育20分钟。最后，加入终止液(2N硫酸)并通过在450nm处测量吸光度并在540nm处校正来确定GDF11的量。标准曲线表明了光密度与GDF11浓度之间的直接关系。

重要的是要注意，将GDF8(也称为肌肉生长抑制素)用作GDF11试剂盒特异性的对照。在与最高GDF11标准品相同的浓度(2000pg/mL)以及GDF11标准曲线的中间值(500pg/mL)下测试GDF8(Peprotech，美国)。未在任何浓度下检测到GDF8(详细信息参见Katsimpardi等人，Aging Cell，2019¹)。

动物

年轻(3月龄)和老年(22月龄)C57BL/6JRj小鼠获自Janvier Labs(法国)。所有动物集体饲养并提供自由饮水。所有动物程序按照法国立法并依照欧洲共同体理事会指令(2010/63/UE)，根据巴斯德研究所动物护理委员会的规定进行。

在小鼠中施用GDF11

如先前在Katsimpardi等人，Aging Cell，2019¹中所述的，将GDF11(Peprotech，Cat#120-11)溶解于水中，根据制造商的说明进一步稀释并以1mg/kg的浓度注射。向对照小鼠(年轻或老年)注射等量的盐水。在实验期间，每天晚上7点注射所有小鼠。

植入前24小时，小鼠微型渗透泵的植入和脑室内(ICV)GDF11输注，在无菌条件下，用盐水填充可编程和可再填充的微型渗透泵(iPrecio，SMP-300)，并将所述微型渗透泵编程为以1μl/小时的恒定速率递送输注。24小时后，将微型渗透泵植入21月龄小鼠的右侧脑室(AP-0.5；ML+1.0；DV-2.0)。每四天，泵重新填充GDF11溶液(0.3mg/kg rGDF11的盐水溶液)或盐水，总体积为120μl。

小鼠中的行为测试

新物体识别测试(NORT)：使用四个带有高墙的灰色场地(45×45cm)，并在整个习惯化和测试阶段将亮度设置为30勒克斯。在测试之前30min将小鼠笼放置在行为室以进行习惯化。连续3天使小鼠习惯场地，如下。在习惯化第1天，将饲养在同一笼中的小鼠放置在一个场地中30min。然后将每只小鼠分别放置在一个场地中，每只10min。在第2天和第3天，将小鼠分别放置在场地中，每只10min。在第4天(NORT)，将小鼠分别放置在场地中，所述场地中放置有2个相同的物体，所述物体与墙的距离和彼此的距离相等，让小鼠探索10min并放回其居住笼中。两小时后，将小鼠放回场地中，所述场地中两个物体之一被替换为新物体，并让小鼠探索10min。场地上方的摄像头自动捕获每只小鼠的自主活动，并使用EthoVision XT软件(Noldus)测量和分析其行为模式，并通过手动盲测嗅探物体所花费的时间来确认。为了排除对物体之一的自发偏好，先前已经用不同的未经实验的(naive)年轻和老年动物的组测试了数对物体，并选择了没有偏好的物体用于实验。

洒水测试：在实验之前30min将小鼠笼放置在行为室以进行习惯化。然后，将除了实验小鼠之外的所有小鼠转移至不同的笼。向实验小鼠下背部喷洒10％蔗糖溶液，然后放回居住笼中。蔗糖溶液的粘度使毛皮变脏，诱导梳毛行为。观察小鼠6分钟，在此期间测量梳毛频率、首次梳毛的延迟和总梳毛时间。测试后，将实验小鼠放置在不同的笼中，直至对笼中的所有小鼠均进行了测试。

悬尾测试(TST)：在实验之前30min将小鼠笼放置在行为室以进行习惯化。将每种条件一只小鼠放置在TST装置中，在小鼠尾部贴上胶带并使用所述胶带倒悬小鼠。测试持续6分钟，在此期间由被施盲的(blinded)观察者测量不动时间。

明/暗箱测试：在10min期间测量在明箱(178勒克斯)中花费的时间和进入频率。场地上方的摄像头自动捕获小鼠的自主活动，并使用EthoVision XT软件(Noldus)测量和分析其行为模式。

II.结果(实施例1-实施例5)

1.血液中的GDF11水平与老年小鼠的记忆和情绪状态改善相关

先前表明，在全身性处理后9天内，GDF11通过诱导体重减轻和同时增加SVZ神经发生而对生物体代谢具有快速影响¹。决定研究GDF11处理是否可以恢复与年龄相关的认知损害并功能改善学习和记忆以及情绪状态，所有这些都受到老化的影响。通过每天腹膜内(IP)注射以1mg/kg的剂量向22月龄的小鼠注射重组GDF11(rGDF11)(“老年GDF11”)。向年龄匹配的对照小鼠(“老年对照”)注射等体积的盐水。两组小鼠均注射22天，并在治疗的最后几天进行行为测试(图1a)。首先，使用新物体识别测试(NORT)测试它们的记忆⁴。如预期的那样，对照老年小鼠的评分显著低于年轻小鼠，因为它们不能将新物体与熟悉物体区分(DI_年轻对照＝64.52％；DI_老年对照＝48.51％；DI＝辨别力指数；图6a)。相反，与对照老年小鼠相比，GDF11处理的老年小鼠的新物体辨别力指数增加了47.8％(DI_老年GDF11＝71.7％)，表明GDF11处理后老年小鼠的记忆力减退得到恢复(图1b)。随后，对小鼠进行行为测试，旨在评估快感缺乏和抑郁的水平。在洒水测试期间，洒水测试包括在小鼠背部喷洒10％蔗糖溶液并测量小鼠进行的梳毛时段次数作为动物的情绪状态的行为测量⁵，老年小鼠的评分低于年轻对照(图6b)。然而，GDF11处理的老年小鼠表现出比老年对照小鼠高2.5倍的梳毛频率，这与年轻小鼠的评分相似(图1c)，表明情绪状态有所改善。为了进一步检查GDF11处理后抑郁样状态的逆转，进行了测量绝望样行为的悬尾测试。在该测试中，从尾部倒悬小鼠，并在6分钟期间测量不动时间。老年GDF11处理小鼠的移动性显著强于老年对照，老年对照保持不动的时间显著长于年轻小鼠和GDF11处理小鼠(图1d和图6c)。这些发现表明，血液中GDF11水平的增加与老年小鼠记忆和情绪状态的改善相关。

2.血液GDF11水平与人的精神病理学相关

然后评估了血液GDF11水平是否将与人的相关精神病理学相关。招募了患有重性抑郁障碍(MDD)的患者和按性别、年龄和教育水平匹配的健康对照(图1e)。对所有参与者进行精神病学评估以评估MADRS评分(图1e)。从这些MDD患者(n＝57)以及从年龄匹配的健康对照(n＝51)采集血液，分离血清，并通过夹心ELISA免疫测定来分析血清以检测血清GDF11水平。如前所述¹，首先证实测定仅检测GDF11而不是GDF8。分析显示与健康对照相比，MDD患者的血清GDF11水平减少了48.6％(中位数_对照＝22.69pg/ml，中位数_MDD＝11.66pg/ml；图1f)，男人和女人之间没有观察到统计差异(图1e)。综上所述，以上数据表明小鼠和人的外周GDF11水平与情绪状态之间存在关联。

3.老年小鼠脑中的细胞变化

接下来，评估了GDF11处理或没有GDF11处理的老年小鼠脑中的细胞变化。首先，已证实GDF11处理恢复了老年小鼠的神经发生^2,3，但检查了这些抗老化作用可能发生的最早时间点。在每天全身性施用GDF11达9天时，我们已发现与老年对照小鼠相比，老年GDF11齿状回(DG)的颗粒下层(SGL)中的Sox2⁺NSC群体显著增加了34.8％(图2a和图2b)。在同一时间点，对老年小鼠和GDF11处理的老年小鼠的SGL中的DCX(双皮质素，未成熟神经母细胞的标志物)的分析揭示，与老年对照相比，GDF11处理的老年小鼠的神经源性SGL中的DCX⁺神经母细胞数量增加了52.9％(图2a和图2c)。衰老(senescence)^7,8是老化的标志，还通过实时qPCR对年轻小鼠、老年对照和老年GDF11处理小鼠的海马中的Cdkn2a位点转录本(编码p16和ARF)和p21的表达(其对于衰老的建立至关重要)进行定量以检查衰老。与先前的报告一致⁹，p16和ARF的表达在老化过程中均增加(图6d)。引人注意地，与生理盐水相比，GDF11处理仅9天后老年小鼠的海马衰老显著降低，如p16和ARF表达所示(图2d、图2e)。相比之下，如先前所报道的⁹，在三组中没有检测到p21显著变化(图6e)。由于认知损害与自噬过程缺陷之间的紧密联系，我们接下来试图检查GDF11处理对海马自噬的作用。海马组织的蛋白质印迹分析显示，参与自噬过程启动的关键蛋白(如FoxO3a和Beclin1)随着海马的老化而下调(图6f)。然而，在全身性GDF11处理时，观察到FoxO3a、Beclin1和Atg5显著上调(分别为图2g-图2h)。此外，通过测量LC3I/II比率评估了自噬流(autophagic flux)(图2i)，而没有观察到p62变化(图2j)。

4.GDF11调节自噬

然后评估了全身性GDF11对老年大脑的有益作用是否由GDF11对神经元的直接作用引起。由于以前从未研究过GDF11对神经元活动的作用，我们检查了GDF11是否：a)直接作用于神经元，b)影响神经元活动，以及c)与体内发现一致地增强自噬。为了解决该问题，建立了海马神经元的体外培养物。如图3a所述，在第0天对海马神经元进行铺板，在接下来的18天体外(DIV)保持所述海马神经元以成熟，并在此期间进行了不同的处理。首先，检查了通常激活ALK4/5-SMAD2/3途径的GDF11的下游信号传导。在DIV18，用rGDF11(20ng/ml)处理神经元或更换培养基作为对照。处理30min后收集细胞，并立即处理以进行蛋白质分离和定量。随后的蛋白质印迹分析显示，与对照相比，用rGDF11处理神经元时，SMAD2/3磷酸化增强(图3b)，表明这些神经元中经典GDF11信号传导途径的激活。接下来，我们检查了GDF11处理是否直接激活海马自噬。因此，测试了Beclin(一种在自噬过程启动时被激活的蛋白质)的表达以及LC3I/II和p62的表达(其允许评估自噬流)。对这些标志物的蛋白质印迹分析揭示，GDF11刺激30分钟使Beclin的表达显著提高了1.4倍(图3d)、以及自噬流(如LC3I/II脂化的组合所见)和p62的表达(分别为图3e和图3f)。因此，检查了GDF11是否还将直接刺激海马神经元的神经元活动。在DIV14，用GFP质粒转染神经元以允许随后对棘进行可视化和定量。在DIV18，用GDF11(20ng/ml)或化学LTP(cLTP；阳性对照)刺激神经元或更换培养基(阴性对照)2小时。对GFP⁺神经元上棘的数量的测量表明，如预期的那样，与对照相比，cLTP诱导树突棘显著增加了23％(图3g、图3i)。令人惊讶地，GDF11刺激的作用高于cLTP，因为与对照相比，它使树突棘密度显著增加了48％，与cLTP相比增加了21％(图3g、图3i)。因此，我们检查了即刻早期基因cFos的激活，cFos是神经元活动的标志物。为此，用GDF11(20ng/ml)或cLTP或对照刺激神经元30min。cFos的免疫染色揭示，与对照神经元相比，cLTP使神经元活动显著增强了11倍(图3h、图3j)。有趣地，与对照神经元相比，GDF11刺激也使神经元活动显著增强了7.5倍(图3h、图3j)。综上所述，以上结果表明用GDF11处理海马神经元直接影响其经典SMAD2/3信号传导途径，增强自噬并刺激神经元活动。因此，评估了GDF11对神经元功能的作用是否通过自噬过程介导。在DIV14，用单独的GFP质粒或GFP和shBeclin两者转染神经元。在DIV18，用GDF11或对照处理神经元2小时以检查树突棘密度。与以上结果类似，单独的GDF11增加了棘的数量，但阻断自噬与GDF11处理一起导致棘密度显著降低(图4a、图4b)。

为了确保是自噬过程(而不是Beclin本身)干扰GDF11作用，通过使用巴佛洛霉素A1抑制剂在自噬过程的后期阶段(溶酶体酸化)阻断自噬。在该实验中，在DIV18，用巴佛洛霉素或GDF11或两者处理海马神经元2小时或不处理(更换培养基)，并测量cFos的激活。对这些神经元进行GFP⁺神经元中的cFos的免疫组织化学分析，显示了GDF11处理后cFos显著增加，巴佛洛霉素显著下调cFos，以及用GDF11处理细胞但自噬被阻断时的中间状态(图4a、图4b)，从而表明了自噬流的变化(而不仅仅是初始信号传导)干扰GDF11对海马神经元激活的作用。由于神经元自噬与细胞的生物能量功能密切相关，我们还检查了GDF11如何可以影响神经元的代谢功能。为此，如上所述，用巴佛洛霉素和/或GDF11处理体外海马神经元，并使用Seahorse分析仪检查其能量表型。有趣地，与对照相比，加入巴佛洛霉素和GDF11改变了神经元的代谢谱，但是当巴佛洛霉素和GDF11两者在一起时这种转变则消失(图4e)。综上所述，这些发现表明GDF11直接作用于神经元以增强神经元活动和自噬，但是当自噬被阻断时，GDF11的作用降低，从而提供了GDF11的作用是通过自噬介导的证据。

5.GDF对体内神经元的直接作用

接下来提出的问题是，GDF11对体内神经元的直接作用是否将概括全身性注射时的作用。为了解决该问题，我们在21月龄小鼠的侧脑室中脑室内(ICV)植入了与微型渗透泵连接的插管。在整个处理期间(2周)，泵持续递送rGDF11(0.3mg/kg或0.5mg/kg)或盐水(载体)(图5a)。在每种条件下，在实验的最后一周进行行为测试。如上所述进行NORT，发现与ICV载体相比，ICV GDF11诱导老年小鼠的记忆力显著改善(图5b)。然后进行行为测试以评估抑郁，所述行为测试如洒水测试和明/暗箱测试(以替代TST，以避免由于植入泵而产生偏差)。与ICV载体相比，ICV GDF11诱导了梳毛频率的显著改善(图5c)。此外，输注ICV GDF11的小鼠在明/暗箱测试中评分显著更佳(图5d)。综上所述，这些发现表明GDF11在脑中直接输注时可以改善认知缺陷。

接下来，对这些小鼠的脑进行分析，发现GDF11 ICV处理后海马神经发生保持不变(图7)。然而，对采集自小鼠的脑的蛋白质印迹分析显示自噬标志物增加，所述自噬标志物如Beclin、Atg5和Lamp1(分别为图5f-图5h)，从而表明GDF11在脑中的直接作用可以改善由于神经元自噬增加引起的记忆损害以及与年龄相关的抑郁症。

实施例6.样品类型的影响

为了鉴别在本发明的背景下测定GDF11水平的最佳方法，已决定对健康个体的血清、血浆(柠檬酸盐和EDTA)和富血小板血浆的配对样品中的GDF11水平进行测量和比较，以评估样品类型是否将改善测定性能。

方法：将来自4名健康个体的血液收集至不同的管中：无抗凝剂的管以获得血清，有抗凝剂(EDTA或柠檬酸盐)的管以获得血浆、贫血小板血浆和富血小板血浆。在4℃以2000g分别离心无抗凝剂的管和有抗凝剂EDTA的管10分钟以分别获得血清和血浆(EDTA)。从有抗凝剂柠檬酸盐的管中取出血液的等分试样，在4℃以2000g离心10分钟以获得血浆(柠檬酸盐)(贫血小板血浆)。按照Du等人，2018¹³的方法，使用柠檬酸盐管中的剩余血液在两种不同的条件下获得富血小板血浆(PRP)：(1)PRP-控制温度，其在低温条件下使用预冷的管和枪头以及冷冻离心机进行；以及(2)PRP-未控制温度，其在室温进行。简要地，首先在4℃以200g离心血液10分钟，然后将获得的血浆转移至新管中，在4℃以1550g再次离心10分钟。离心后，将底部的1毫升血浆和沉淀的血小板(PRP)转移至新的玻璃管中，然后对于第一条件(PRP-控制温度)，在37℃孵育15分钟以激活血小板。在-80℃储存血清、血浆(EDTA)、血浆(柠檬酸盐)、PRP-控制温度和PRP-未控制温度的等分试样直至GDF11分析。通过先前使用的相同ELISA免疫测定(R&D Systems)一式两份测量这些样品中的GDF11。

通过ELISA方法对GDF11血清水平进行定量：根据制造商的说明，使用人GDF11/BMP-11DuoSet ELISA试剂盒(R&D Systems，美国)通过夹心ELISA确定GDF11血清水平。简要地，在室温用4μg/mL抗人GDF11捕获抗体的磷酸盐缓冲盐水(PBS)溶液包被微量滴定板(96孔平底)过夜。此后，用洗涤缓冲液洗涤板三次，并在室温用1％牛血清白蛋白(BSA)溶液封闭2小时。洗涤后，在4℃将板与样品孵育过夜，标准曲线范围为7.83pg/mL至2000pg/mL的GDF11。洗涤板并添加400ng/mL的生物素化抗人GDF11检测抗体，在室温孵育2小时。洗涤后，在室温用链霉亲和素-过氧化物酶缀合物(在1％ BSA溶液中1:40稀释)孵育20分钟，随后再次洗涤板，并在室温与底物溶液孵育20分钟。最后，加入终止液(2N硫酸)并通过在450nm处测量吸光度并在540nm处校正来确定GDF11的量。标准曲线表明了光密度与GDF11浓度之间的直接关系。重要的是要注意，发明人将GDF8(也称为肌肉生长抑制素)用作GDF11试剂盒特异性的对照。在与最高GDF11标准品相同的浓度(2000pg/mL)以及GDF11标准曲线的中间值(500pg/mL)下测试GDF8(Peprotech，美国)。未在任何浓度下检测到GDF8。本报告中描述的所有GDF11 ELISA分析均按照上述程序进行。

结果：小样本量(健康个体n＝4)的初步分析表明，不同的样本类型似乎不会影响GDF11的检测。

实施例7.稀释因子的影响

还优化了样品稀释，尤其是对于具有复杂基质的样品(如血清和血浆)进行优化。因此，测试了不同的稀释因子，以观察其是否将改善测定性能。

方法：通过先前在八个血清样品(来自情绪障碍患者)中使用的相同ELISA免疫测定(R&D Systems)一式两份测量GDF11，并使用不同的稀释因子如下：1:3、1:5、1:10、1:50以及未稀释。

结果：结果表明，未稀释的条件提供了血清样品的GDF11的最佳检测效果(图8)。

实施例8.样本量的影响

在年轻成年人(年龄21岁-32岁)的大样本(n＝1019)中评估血清GDF11水平。该实验的方法和结果如下所述。

方法：这是第二波前瞻性队列研究，包括基于人群的年轻成年人样本。在第一波(2007年-2009年)中，根据目前对巴西Pelotas市448个区域的人口普查，考虑了目标年龄范围(年龄18岁-24岁)的39667人的人群，进行整群抽样。从这些区域中随机选择了89个基于人口普查的区域。根据系统抽样进行区域中的房屋选择，第一个是预先确定为区域起点的转角处的房屋，通过跳过两所房屋来确定选择的间隔。因此，由于采用了概率抽样，样本代表了目标人群。第一波包括1560名年龄在18岁-24岁之间的年轻成年人。第二波平均发生在五年后(2012年-2014年)，邀请第一波中的所有年轻人进行重新评估。本报告仅描述来自第二波的数据。在第二波中，由受训练的心理学者使用简明国际神经精神障碍访谈-Plus(MINI-Plus)评估终生或当前重性抑郁发作(单相或双相)的存在。重要地，我们的对照(没有重性抑郁发作史的个体)可能患有其它心理病症。不穿鞋测量身高，取最接近的0.1cm。以千克为单位测量体重，取最接近的0.1kg。用体重(公斤)和身高(米)根据公式Kg/m²计算体重指数(BMI)。此外，通过静脉穿刺从每个受试者抽取10mL血液至游离抗凝剂真空管中。立即以3500g离心血液15min，并在-80℃冷冻保存血清直至分析。使用先前使用的相同ELISA免疫测定(R&D Systems)测量GDF11，该实验中GDF11的检出率为87％。在SPSS 21中使用卡方检验、学生t检验、Mann-Whitney U检验和Spearman相关进行统计分析。

结果：本研究包括1019名年龄在21岁和32岁之间的年轻成年人。关于样本特征，大多数是女性(58.7％)，平均年龄为25.83±2.16岁，平均受教育年限为11.00±3.58年。该样本中终生或当前重性抑郁发作(单相或双相)的患病率为33.6％(n＝342)。表1描述了样本特征及其与重性抑郁发作史的关联。

表1.样本特征及其与重性抑郁发作史的关联。

图例：BMI：体重指数。

与男性相比，女性显示出更高的重性抑郁发作患病率(p<0.001)，与没有重性抑郁发作史的个体相比，有重性抑郁发作史的个体受教育年限更少(p＝0.001)。各组之间在年龄和BMI方面没有显著差异。表2显示了样品特征及其与GDF11水平的关联。

表2.样本特征及其与GDF11水平的关联。

图例：BMI：体重指数。

发现年龄和GDF11水平之间存在负相关，这意味着年龄越高则GDF11水平越低。还发现BMI和GDF11水平之间存在负相关，这意味着BMI越高则GDF11水平越低。最后，还发现受教育年限和GDF11水平之间存在正相关，更多的受教育年限与更高水平的GDF11水平相关。

图9显示了有和没有重性抑郁发作史的个体之间血清GDF11水平的比较。有抑郁发作史的个体血清GDF11水平(23.23[IQR：10.42-67.10])低于没有重度抑郁发作史的个体(27.23[IQR：11.75-101.31]，p＝0.040)。

实施例9.检测方法的优化

本发明的新型诊断工具的一个重要方面是开发更佳的GDF11蛋白检测方法。在该方面，发明人一直在探索可以在血清样品中提供更高检测效果的技术。在这个意义上，从我们的ELISA分析之一中选择了20个待测定的对照个体样品，通过一家美国公司的实验室服务并通过超灵敏单分子阵列(Simoa)技术进行分析，该技术允许检测尽可能低的水平的蛋白质和核酸。该初步分析的目的是比较ELISA测定和Simoa技术之间的灵敏度和数据分布，以评估该创新技术是否将成为未来分析中将执行的关键技术。

方法：将20个来自健康个体的血清样品运往美国Myriad RBM公司，以通过Simoa技术进行测定。

用Simoa技术方法对GDF11血清水平进行定量

使用Quanterix的全自动免疫测定平台(Simoa HD-1/HD-X分析仪和Simoa技术)处理本测定。在室温，在Simoa HD-1/HD-X分析仪中进行所有孵育。将捕获抗体缀合的顺磁珠与标准品、样品、对照和生物素化检测抗体一起孵育。然后洗涤磁珠并将其与链霉亲和素-β-半乳糖苷酶(SβG)孵育。在最后一次洗涤后，将珠子与SβG、试卤灵β-吡喃半乳糖苷(RGP)装载至Simoa盘中。将荧光信号与标准曲线进行比较，并确定每个样品的目标分析物量。使用Myriad RBM开发的专有软件解释数据。对于每种测定，每个样品板上都包含校准品和对照。使用八个点的校准品在每个板的第一列和最后一列中形成标准曲线，并一式两份运行3个浓度水平的对照。对标准曲线、对照和样品进行QC以确保适当的测定性能。

结果

通过Simoa测定在所有血清样品中检测到GDF11，而在ELISA实验中仅在16个样品中检测到GDF11。与通过ELISA测定(R&D Systems)获得的样品中GDF11水平的数据分布(非对称)相比，通过Simoa获得的相同样品中GDF11水平的数据分布更佳(高斯曲线中对称分布)。此外，与ELISA测定相比，Simoa测定中样品的标准偏差以及低-高检测范围均较低(图10)。

也可以使用针对GDF11的骆驼科重链抗体(VHH，纳米抗体)以增强测定检测性能，因为该类型抗体能够穿过血脑屏障(BBB)(Li T等人，2016¹⁶)。

实施例10.本发明的处理的效率

1.材料和方法

动物

年轻(3月龄)和老年(16月龄)C57BL/6JRj小鼠获自Janvier Labs(法国)。对于抑郁样表型诱导(CORT)，小鼠为3月龄，获自Taconic Biosciences(德国)。所有动物集体饲养并提供自由饮水。出于特定的行为测试的目的，偶尔单独饲养小鼠。所有动物程序按照法国立法并依照欧洲共同体理事会指令(2010/63/UE)，根据巴斯德研究所动物护理委员会的规定进行。

在小鼠中施用GDF11：

如先前在Katsimpardi等人，Aging Cell，2019¹中所述的，将GDF11(Peprotech，Cat#120-11)溶解于水中，根据制造商的说明进一步稀释并以1mg/kg的浓度注射。向对照小鼠(年轻或老年)注射等量的盐水。在实验期间，每天下午4点注射所有小鼠。

CORT诱导的抑郁症模型：

对于抑郁样表型的诱导，我们按照David等人²⁶的方案进行。简要地，2个月大的小鼠在其饮水中接受皮质酮(CORT)6周。将CORT溶解于0.45％(2-羟丙基)β-环糊精10％(β-CD10％)溶液中，终浓度为35μg/ml，等同于5mg/Kg/天。对照小鼠在其饮水中接受不含CORT的等体积的β-CD 10％。从第3周开始每天腹膜内注射GDF11或载体，持续3周。

行为测试：

旷场：在测试之前30min将小鼠笼放置在行为室以进行习惯化。使用四个带有高墙的灰色场地(45×45cm)，并在整个测试阶段将亮度设置为30勒克斯。每只小鼠单独放置在一个场地中，让小鼠探索10min。场地上方的摄像头自动捕获每只小鼠的自主活动，并使用EthoVision XT软件(Noldus)测量和分析其行为模式(移动的距离、在中心花费的时间)。

高架十字迷宫(EPM)：

在实验之前1小时将小鼠笼放置在行为室以进行习惯化。装置由一个具有两个封闭臂、两个开放臂和一个中心区域(封闭臂和开放臂之间的交叉)的高架十字组成。为了测量压力和焦虑，将每只小鼠放置在EPM的中心，让其探索臂6分钟。装置上方的摄像头自动捕获小鼠的活动及其行为模式，以及在开放臂和封闭臂上花费的时间。使用EthoVision XT软件(Noldus)进行测量和分析。

蔗糖偏好测试：

在实验前一晚单独饲养小鼠。将两个容纳水的瓶子放入每个笼中以使小鼠熟悉它们。下一个晚上，用2％蔗糖溶液替换两个瓶子之一中的水。每个瓶子在放入笼中之前都经过称重。下一个早上测量水和蔗糖溶液消耗量。交换瓶子以避免偏好。第二个早上再次测量水和蔗糖溶液消耗量。蔗糖偏好指数计算为2天内消耗的蔗糖溶液总量除以2天内消耗的水+蔗糖溶液的总量。

筑巢行为：

在实验前单独饲养小鼠。将两个棉巢(nestlet)放入每个笼中。之后的早上，通过给出1至5的评分(1＝扁平的巢并且使用了一些材料，5＝蓬松的巢并且使用了所有材料)来测量筑巢能力。

悬线测试：

将小鼠放置在距离地板30cm的20cm长的线上。测量小鼠能够停留在线上的总时间。

掘洞行为：

在实验前单独饲养小鼠。首先对容纳有大约130g食物颗粒的大型掘洞管称重，然后将其放入每个笼中。让小鼠掘洞30min。在30min结束时，再次对掘洞管进行称重以测量挖出的颗粒量。掘洞行为评估为去除的颗粒相对于初始重量的百分比。

自由二元社交测试：

在实验开始前使小鼠习惯大型灰色场地一周。实验当天，在实验前1小时将小鼠笼放置在行为室以进行习惯化。同时使用四个场地并记录实验。在每个场地中，将一只测试小鼠放置在中心。紧接着，将刺激小鼠(入侵者)也带到场地的中心。让小鼠进行社交互动5min。由独立研究者手动进行分析，所述研究者对于实验条件是被施盲的。分析包括测量面部嗅探和主动回避的时间，如下。当测试小鼠和刺激小鼠之间有口部接触、它们的身体明显分离且小鼠相距<1cm时，测量面部嗅探。当刺激小鼠/入侵者向测试小鼠移动且测试小鼠移开>3cm时，测量主动回避。

刺激小鼠单独购买并饲养，不是实验组的一部分，并且在本实验之前从未与测试小鼠接触过。

2.结果

老年小鼠的全身性GDF11处理挽救了抑郁样表型(图11)

为了进一步证实我们先前关于抑郁样表型的结果，我们试图通过包括额外的焦虑、抑郁和快感缺乏相关测试来进一步研究GDF11处理后的小鼠行为。我们进行了高架十字迷宫(EPM)实验，其中将小鼠放置在具有两个开放臂和两个封闭臂的高架十字上。该测试基于小鼠表现出的对高度和空虚的先天恐惧，对于显示焦虑水平很重要。我们发现，虽然统计不显著，但GDF11处理小鼠在EPM的开放臂中花费的时间多于老年对照小鼠。事实上，在该实验中似乎有3只小鼠是异常值，其它9只小鼠在开放臂中花费的时间明显更多(图11A)。这些结果表明，GDF11处理可能减少焦虑，但需要进行具有更高统计功效的进一步分析。接下来，我们用蔗糖偏好测试测量了小鼠对甜味的偏好，这是一种评估抑郁行为的经典测试。该测试基于的前提是抑郁小鼠不会区分甜味或不会对甜味感兴趣，与偏好甜味的非抑郁小鼠相反。我们测量了两天内动物饮用的甜水(2％蔗糖溶液)和正常饮用水的量。通过将消耗的甜水量除以消耗的液体总量来计算蔗糖偏好指数。有趣地，我们发现与老年对照小鼠相比，年轻非抑郁小鼠以及老年GDF11处理小鼠均表现出统计上更高的蔗糖偏好指数(图11B)。这些结果表明，GDF11处理可以减轻随着老化而来的抑郁/快感缺乏表型，并证实了我们先前的结果。接下来，我们试图评估一种不同类型的情绪行为改变，其涉及社会功能的损害，并与精神分裂症、抑郁症和焦虑相关障碍相关。我们使用了自发(或自由二元)社交互动测试，其探索两只彼此不熟悉的小鼠(测试/实验小鼠与刺激小鼠/入侵者)在封闭空间中互动时的行为。该测试提供了社会兴趣的量度，因为认为面部嗅探减少且主动回避增加的小鼠的社交性较低(Krauter等人，2019)。有趣地，我们发现与老年对照小鼠相比，GDF11处理老年小鼠嗅探入侵者小鼠花费的时间显著更多，显示出更高程度的社交性和减少的焦虑(图11C)。此外，与老年对照小鼠相反，GDF11处理动物在整个实验过程中从未避免与入侵者接触(**P＝0.0025)，表明焦虑、恐惧和抑郁水平较低(图11D)。

接下来，我们试图确定GDF11的有益作用是否特异性地限于情绪变化，或者它是否可以包括更广泛的表型。为了解决这个问题，我们进行了额外的行为测试以评估其它特征，如力量和总体健康。为了测量力量，我们进行了悬线测试，其中让小鼠悬挂在高架的线上。由于它们对虚空的恐惧，小鼠倾向于尽可能长时间地抓住线。我们发现无论它们的年龄或处理如何，所有小鼠均表现出相同的悬挂在线上的能力(图11E)。此外，我们进行了筑巢测试以评估它们的总体健康。简要地，在测试的晚上将小鼠分开饲养，并将新的棉巢放入每个笼中。通过1至5的评分来衡量小鼠建造制作精良或制作不良的巢的能力(1：扁平的巢，未使用材料，5：具有高壁的蓬松的巢，使用了所有材料)。所有小鼠的评分都高，老年对照小鼠的评分趋向于略低(图11F)。最后，我们进行了掘洞行为测试。掘洞和挖掘是小鼠的自然行为，显示它们的总体健康。在该测试中，向单独饲养的小鼠(在筑巢测试后)给予容纳有食物颗粒的大型掘洞管。我们通过测量30min后从管中挖出的颗粒量来评估小鼠的掘洞能力。我们发现所有组小鼠之间的掘洞行为没有差异，表明GDF11处理未影响总体健康。

全身性施用GDF11在抑郁症小鼠模型中诱导体重减轻并减轻焦虑(图12)

为了进一步探索GDF11作为抗抑郁剂的作用，我们建立了一个诱导抑郁症的模型。年轻小鼠(8周龄)接受皮质酮(CORT，32只小鼠/组)或载体(对照，16只小鼠/组)。在施用CORT或载体(β-CD 10％)3周后，向这些小鼠腹膜内注射GDF11或盐水。因此，在接下来的3周内直至实验结束，将小鼠分为4组：对照(无CORT，无GDF11；8只小鼠)、GDF11(无CORT，GDF11处理；8只小鼠)、CORT(施用CORT，无GDF11；16只小鼠)、CORT-GDF11(施用CORT并且GDF11处理；16只小鼠)。我们通过每周称重两次来评估治疗期间这些小鼠体重的演变。正如我们先前的工作(Katsimpardi等人，Aging Cell，2020²⁷)中所述，全身性施用GDF11在处理1周后诱导年轻动物和老年动物的体重减轻，尽管在年轻动物中程度较小(年轻动物初始体重减轻4％，老年动物初始体重减轻8％)(图12A)。在这个实验过程中，我们还发现GDF11诱导受治疗动物的体重减轻。事实上，如先前所述，年轻GDF11处理小鼠的体重减轻最小(图12A)。有趣地，与对应的CORT小鼠相比，CORT-GDF11小鼠体重减轻了大约10％(图12B、图12C)。这些结果表明全身性施用GDF11诱导小鼠中强烈的代谢作用，并表明其作用方式与皮质酮激活的途径重叠并可能抑制所述途径。

此外，我们进行了旷场测试，其测量运动能力和焦虑症状。将小鼠单独放置在场地中10min，并通过Noldus软件通过跟踪移动的距离和小鼠在中心花费的时间来分析它们的行为(图12D)。抑郁或焦虑的小鼠更喜欢避开场地的中心部分，因此该测量给出有关动物情绪状态的重要信息。我们发现施用GDF11诱导焦虑样行为的减弱，因为与其相应的对照相比，对照和全身性GDF11处理的CORT小鼠在中心花费的时间更多(图12E)。此外，所有小鼠移动的总距离大致相同(统计不显著)，表明对场地中心部分的偏好不是由于运动能力的变化，而是由于情绪行为的改变(图12F)。

综上所述，这些结果表明全身性施用GDF11特异性减轻了焦虑、快感缺乏和抑郁的症状，进一步证实了我们最初的假设和结果，并支持GDF11可以用作情绪障碍的治疗剂的证据。

引用的参考文献

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序列表

<110> 巴斯德研究所

麦克马司特大学

<120> GDF11诊断和治疗焦虑症和抑郁症的用途

<130> B379912PCT D41686

<160> 5

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 407

<212> PRT

<213> 人

<220>

<221> MISC_FEATURE

<223> 人GDF11前体，NCBI参考序列：NP_005802

<400> 1

Met Val Leu Ala Ala Pro Leu Leu Leu Gly Phe Leu Leu Leu Ala Leu

1 5 10 15

Glu Leu Arg Pro Arg Gly Glu Ala Ala Glu Gly Pro Ala Ala Ala Ala

20 25 30

Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Gly Val Gly Gly Glu Arg Ser

35 40 45

Ser Arg Pro Ala Pro Ser Val Ala Pro Glu Pro Asp Gly Cys Pro Val

50 55 60

Cys Val Trp Arg Gln His Ser Arg Glu Leu Arg Leu Glu Ser Ile Lys

65 70 75 80

Ser Gln Ile Leu Ser Lys Leu Arg Leu Lys Glu Ala Pro Asn Ile Ser

85 90 95

Arg Glu Val Val Lys Gln Leu Leu Pro Lys Ala Pro Pro Leu Gln Gln

100 105 110

Ile Leu Asp Leu His Asp Phe Gln Gly Asp Ala Leu Gln Pro Glu Asp

115 120 125

Phe Leu Glu Glu Asp Glu Tyr His Ala Thr Thr Glu Thr Val Ile Ser

130 135 140

Met Ala Gln Glu Thr Asp Pro Ala Val Gln Thr Asp Gly Ser Pro Leu

145 150 155 160

Cys Cys His Phe His Phe Ser Pro Lys Val Met Phe Thr Lys Val Leu

165 170 175

Lys Ala Gln Leu Trp Val Tyr Leu Arg Pro Val Pro Arg Pro Ala Thr

180 185 190

Val Tyr Leu Gln Ile Leu Arg Leu Lys Pro Leu Thr Gly Glu Gly Thr

195 200 205

Ala Gly Gly Gly Gly Gly Gly Arg Arg His Ile Arg Ile Arg Ser Leu

210 215 220

Lys Ile Glu Leu His Ser Arg Ser Gly His Trp Gln Ser Ile Asp Phe

225 230 235 240

Lys Gln Val Leu His Ser Trp Phe Arg Gln Pro Gln Ser Asn Trp Gly

245 250 255

Ile Glu Ile Asn Ala Phe Asp Pro Ser Gly Thr Asp Leu Ala Val Thr

260 265 270

Ser Leu Gly Pro Gly Ala Glu Gly Leu His Pro Phe Met Glu Leu Arg

275 280 285

Val Leu Glu Asn Thr Lys Arg Ser Arg Arg Asn Leu Gly Leu Asp Cys

290 295 300

Asp Glu His Ser Ser Glu Ser Arg Cys Cys Arg Tyr Pro Leu Thr Val

305 310 315 320

Asp Phe Glu Ala Phe Gly Trp Asp Trp Ile Ile Ala Pro Lys Arg Tyr

325 330 335

Lys Ala Asn Tyr Cys Ser Gly Gln Cys Glu Tyr Met Phe Met Gln Lys

340 345 350

Tyr Pro His Thr His Leu Val Gln Gln Ala Asn Pro Arg Gly Ser Ala

355 360 365

Gly Pro Cys Cys Thr Pro Thr Lys Met Ser Pro Ile Asn Met Leu Tyr

370 375 380

Phe Asn Asp Lys Gln Gln Ile Ile Tyr Gly Lys Ile Pro Gly Met Val

385 390 395 400

Val Asp Arg Cys Gly Cys Ser

405

<210> 2

<211> 383

<212> PRT

<213> 人

<220>

<221> MISC_FEATURE

<223> 人GDF11前肽，383个氨基酸

<400> 2

Ala Glu Gly Pro Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala

1 5 10 15

Ala Gly Val Gly Gly Glu Arg Ser Ser Arg Pro Ala Pro Ser Val Ala

20 25 30

Pro Glu Pro Asp Gly Cys Pro Val Cys Val Trp Arg Gln His Ser Arg

35 40 45

Glu Leu Arg Leu Glu Ser Ile Lys Ser Gln Ile Leu Ser Lys Leu Arg

50 55 60

Leu Lys Glu Ala Pro Asn Ile Ser Arg Glu Val Val Lys Gln Leu Leu

65 70 75 80

Pro Lys Ala Pro Pro Leu Gln Gln Ile Leu Asp Leu His Asp Phe Gln

85 90 95

Gly Asp Ala Leu Gln Pro Glu Asp Phe Leu Glu Glu Asp Glu Tyr His

100 105 110

Ala Thr Thr Glu Thr Val Ile Ser Met Ala Gln Glu Thr Asp Pro Ala

115 120 125

Val Gln Thr Asp Gly Ser Pro Leu Cys Cys His Phe His Phe Ser Pro

130 135 140

Lys Val Met Phe Thr Lys Val Leu Lys Ala Gln Leu Trp Val Tyr Leu

145 150 155 160

Arg Pro Val Pro Arg Pro Ala Thr Val Tyr Leu Gln Ile Leu Arg Leu

165 170 175

Lys Pro Leu Thr Gly Glu Gly Thr Ala Gly Gly Gly Gly Gly Gly Arg

180 185 190

Arg His Ile Arg Ile Arg Ser Leu Lys Ile Glu Leu His Ser Arg Ser

195 200 205

Gly His Trp Gln Ser Ile Asp Phe Lys Gln Val Leu His Ser Trp Phe

210 215 220

Arg Gln Pro Gln Ser Asn Trp Gly Ile Glu Ile Asn Ala Phe Asp Pro

225 230 235 240

Ser Gly Thr Asp Leu Ala Val Thr Ser Leu Gly Pro Gly Ala Glu Gly

245 250 255

Leu His Pro Phe Met Glu Leu Arg Val Leu Glu Asn Thr Lys Arg Ser

260 265 270

Arg Arg Asn Leu Gly Leu Asp Cys Asp Glu His Ser Ser Glu Ser Arg

275 280 285

Cys Cys Arg Tyr Pro Leu Thr Val Asp Phe Glu Ala Phe Gly Trp Asp

290 295 300

Trp Ile Ile Ala Pro Lys Arg Tyr Lys Ala Asn Tyr Cys Ser Gly Gln

305 310 315 320

Cys Glu Tyr Met Phe Met Gln Lys Tyr Pro His Thr His Leu Val Gln

325 330 335

Gln Ala Asn Pro Arg Gly Ser Ala Gly Pro Cys Cys Thr Pro Thr Lys

340 345 350

Met Ser Pro Ile Asn Met Leu Tyr Phe Asn Asp Lys Gln Gln Ile Ile

355 360 365

Tyr Gly Lys Ile Pro Gly Met Val Val Asp Arg Cys Gly Cys Ser

370 375 380

<210> 3

<211> 109

<212> PRT

<213> 人

<220>

<221> MISC_FEATURE

<223> 人GDF11成熟形式

<400> 3

Asn Leu Gly Leu Asp Cys Asp Glu His Ser Ser Glu Ser Arg Cys Cys

1 5 10 15

Arg Tyr Pro Leu Thr Val Asp Phe Glu Ala Phe Gly Trp Asp Trp Ile

20 25 30

Ile Ala Pro Lys Arg Tyr Lys Ala Asn Tyr Cys Ser Gly Gln Cys Glu

35 40 45

Tyr Met Phe Met Gln Lys Tyr Pro His Thr His Leu Val Gln Gln Ala

50 55 60

Asn Pro Arg Gly Ser Ala Gly Pro Cys Cys Thr Pro Thr Lys Met Ser

65 70 75 80

Pro Ile Asn Met Leu Tyr Phe Asn Asp Lys Gln Gln Ile Ile Tyr Gly

85 90 95

Lys Ile Pro Gly Met Val Val Asp Arg Cys Gly Cys Ser

100 105

<210> 4

<211> 274

<212> PRT

<213> 人

<220>

<221> MISC_FEATURE

<223> 人GDF11的N-末端多肽

<400> 4

Ala Glu Gly Pro Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala

1 5 10 15

Ala Gly Val Gly Gly Glu Arg Ser Ser Arg Pro Ala Pro Ser Val Ala

20 25 30

Pro Glu Pro Asp Gly Cys Pro Val Cys Val Trp Arg Gln His Ser Arg

35 40 45

Glu Leu Arg Leu Glu Ser Ile Lys Ser Gln Ile Leu Ser Lys Leu Arg

50 55 60

Leu Lys Glu Ala Pro Asn Ile Ser Arg Glu Val Val Lys Gln Leu Leu

65 70 75 80

Pro Lys Ala Pro Pro Leu Gln Gln Ile Leu Asp Leu His Asp Phe Gln

85 90 95

Gly Asp Ala Leu Gln Pro Glu Asp Phe Leu Glu Glu Asp Glu Tyr His

100 105 110

Ala Thr Thr Glu Thr Val Ile Ser Met Ala Gln Glu Thr Asp Pro Ala

115 120 125

Val Gln Thr Asp Gly Ser Pro Leu Cys Cys His Phe His Phe Ser Pro

130 135 140

Lys Val Met Phe Thr Lys Val Leu Lys Ala Gln Leu Trp Val Tyr Leu

145 150 155 160

Arg Pro Val Pro Arg Pro Ala Thr Val Tyr Leu Gln Ile Leu Arg Leu

165 170 175

Lys Pro Leu Thr Gly Glu Gly Thr Ala Gly Gly Gly Gly Gly Gly Arg

180 185 190

Arg His Ile Arg Ile Arg Ser Leu Lys Ile Glu Leu His Ser Arg Ser

195 200 205

Gly His Trp Gln Ser Ile Asp Phe Lys Gln Val Leu His Ser Trp Phe

210 215 220

Arg Gln Pro Gln Ser Asn Trp Gly Ile Glu Ile Asn Ala Phe Asp Pro

225 230 235 240

Ser Gly Thr Asp Leu Ala Val Thr Ser Leu Gly Pro Gly Ala Glu Gly

245 250 255

Leu His Pro Phe Met Glu Leu Arg Val Leu Glu Asn Thr Lys Arg Ser

260 265 270

Arg Arg

<210> 5

<211> 109

<212> PRT

<213> 小鼠

<220>

<221> MISC_FEATURE

<223> 鼠模型中注射的GDF11单体

<400> 5

Asn Leu Gly Leu Asp Cys Asp Glu His Ser Ser Glu Ser Arg Cys Cys

1 5 10 15

Arg Tyr Pro Leu Thr Val Asp Phe Glu Ala Phe Gly Trp Asp Trp Ile

20 25 30

Ile Ala Pro Lys Arg Tyr Lys Ala Asn Tyr Cys Ser Gly Gln Cys Glu

35 40 45

Tyr Met Phe Met Gln Lys Tyr Pro His Thr His Leu Val Gln Gln Ala

50 55 60

Asn Pro Arg Gly Ser Ala Gly Pro Cys Cys Thr Pro Thr Lys Met Ser

65 70 75 80

Pro Ile Asn Met Leu Tyr Phe Asn Asp Lys Gln Gln Ile Ile Tyr Gly

85 90 95

Lys Ile Pro Gly Met Val Val Asp Arg Cys Gly Cys Ser

100 105

Claims (51)

1.一种用于在患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者中检测GDF11的体外方法，其包括：

a)提供来自患有或疑似患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者的样品；

b)使样品与GDF11结合分子接触；并且

c)检测结合的GDF11。

2.根据权利要求1所述的体外方法，其中所述障碍是情绪障碍。

3.根据权利要求1或2所述的体外方法，其中所述情绪障碍是重性抑郁障碍。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的体外方法，其中所述受试者已被临床诊断为情绪障碍和/或焦虑障碍。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的体外方法，其中所述受试者正在接受针对情绪障碍和/或焦虑障碍的治疗。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的体外方法，其中所述受试者是人。

7.根据权利要求6所述的体外方法，其中所述受试者年龄小于65岁。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的体外方法，其中所述样品是血浆/血清。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的体外方法，其中所述GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的体外方法，其包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的体外方法，其进一步包括测量受试者样品中GDF11的水平。

12.根据权利要求11所述的体外方法，其中样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平。

13.根据权利要求11所述的体外方法，其中样品中GDF11的水平不显著低于健康参考水平。

14.一种用于预测或诊断受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍的体外方法，其包括：

a)提供来自受试者的样品；

b)使样品与GDF11结合分子接触；

c)检测结合的GDF11；并且

d)将检测到的结合的GDF11水平与健康参考水平进行比较。

15.根据权利要求14所述的体外方法，其中如果检测到的结合的GDF11水平显著低于健康参考水平，则受试者被预测患有或被诊断为情绪障碍和/或焦虑障碍。

16.根据权利要求14或15所述的体外方法，其中如果检测到的结合的GDF11水平不显著低于健康参考水平，则受试者不被预测或诊断为情绪障碍和/或焦虑障碍。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的体外方法，其中所述障碍是情绪障碍。

18.根据权利要求17所述的体外方法，其中所述情绪障碍是重性抑郁障碍。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的体外方法，其中所述受试者正在接受针对情绪障碍和/或焦虑障碍的治疗。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的体外方法，其中所述受试者是人。

21.根据权利要求14所述的体外方法，其中所述受试者年龄小于65岁。

22.根据权利要求14至21中任一项所述的体外方法，其中所述样品是血浆/血清。

23.根据权利要求14至22中任一项所述的体外方法，其中所述GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。

24.根据权利要求14至23中任一项所述的体外方法，其包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。

25.一种增加GDF11多肽水平的试剂或组合物，其用于治疗或预防有需要的受试者的情绪障碍和/或焦虑障碍的用途。

26.根据权利要求25所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述障碍是情绪障碍。

27.根据权利要求25或26所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述情绪障碍是重性抑郁障碍。

28.根据权利要求25至27中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述试剂或组合物包含增加GDF11水平的激动剂抗体。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述试剂或组合物包含GDF11多肽。

30.根据权利要求29所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述GDF11多肽包含SEQ IDNO：1、SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：3的氨基酸序列或由其组成。

31.根据权利要求25至30中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述试剂或组合物包含GDF11多肽的同源二聚体，所述GDF11多肽包含SEQ IDNO：1、2或3中任一个的氨基酸序列。

32.根据权利要求25至30中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述试剂或组合物包含GDF11多肽的复合物，所述GDF11多肽包含SEQ ID NO：1、2和3中至少一个的氨基酸序列。

33.根据权利要求25至32中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述试剂或组合物包含编码GDF11多肽或其功能片段或变体的核酸。

34.根据权利要求25至33中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述GDF11多肽包括修饰的GDF11多肽。

35.根据权利要求34所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述修饰的GDF11多肽包含选自以下的修饰：与Fc片段融合、聚乙二醇化、与白蛋白缀合、防止或减少蛋白水解降解的氨基酸突变、延长半衰期的氨基酸突变、及其任何组合。

36.根据权利要求25至35中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述受试者未患有神经退行性疾患。

37.根据权利要求25至36中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中所述组合物通过选自以下的途径施用：静脉内、皮下、动脉内和肌肉内。

38.根据权利要求25至37中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中GDF11多肽的水平增加健康参考水平的至少25％、50％、75％或100％。

39.根据权利要求25至38中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中在将所述试剂或组合物施用于受试者之前，通过根据权利要求14至24中任一项所述的方法来预测或诊断受试者为情绪障碍。

40.根据权利要求25至38中任一项所述的用于用途的试剂或组合物，其中通过根据权利要求14至24中任一项所述的方法来表征治疗或预防的有效性。

41.一种筛选化合物的体外方法，其包括：

a)将测试化合物施用于患有情绪障碍和/或焦虑障碍的受试者；

b)获得来自受试者的样品；

c)使样品与GDF11结合分子接触；并且

d)检测结合的GDF11。

42.根据权利要求41所述的体外方法，其中所述障碍是情绪障碍。

43.根据权利要求41或42所述的体外方法，其中所述情绪障碍是重性抑郁障碍。

44.根据权利要求41至43中任一项所述的体外方法，其中所述受试者是人。

45.根据权利要求44所述的体外方法，其中所述受试者年龄小于65岁。

46.根据权利要求41至45中任一项所述的体外方法，其中所述样品是血浆/血清。

47.根据权利要求41至46中任一项所述的体外方法，其中所述GDF11结合分子是抗GDF11抗体或包含抗GDF11抗体的抗原结合片段的分子。

48.根据权利要求41至47中任一项所述的体外方法，其包括酶联免疫吸附测定(ELISA)或超灵敏单分子阵列(Simoa)技术。

49.根据权利要求41至48中任一项所述的体外方法，其进一步包括测量受试者样品中GDF11的水平。

50.根据权利要求49所述的体外方法，其中如果样品中GDF11的水平显著低于健康参考水平，则测试化合物不被鉴定为具有治疗情绪障碍的活性。

51.根据权利要求49所述的体外方法，其中如果样品中GDF11的水平不显著低于健康参考水平，则测试化合物被鉴定为具有治疗情绪障碍的活性。