TW202233648A

TW202233648A - 人類粒線體分裂蛋白1之肽抑製劑及使用方法

Info

Publication number: TW202233648A
Application number: TW110141577A
Authority: TW
Inventors: 約翰麥可艾格納; Ｒ布雷克喜爾; 麥可Ｅ威德藍斯基; 凱爾西Ａ米查姆
Original assignee: 美商威斯康辛醫學院公司
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2021-11-08
Publication date: 2022-09-01
Also published as: AU2021373879A1; US20240010683A1; CA3200841A1; AR124018A1; CN116964070A; EP4240393A1; KR20230104243A; WO2022099123A1; JP2023549131A

Abstract

本發明提供粒線體分裂蛋白1 (Fis1)之抑制肽、編碼該等肽之聚核苷酸及載體，以及使用該等肽來治療疾病，包括與2型糖尿病相關之動脈疾病及血管功能障礙的方法。

Description

人類粒線體分裂蛋白1之肽抑製劑及使用方法

本發明之領域係關於分裂蛋白1肽、融合肽，及用於治療疾病，包括血管疾病及2型糖尿病之方法。

血管內皮功能受損先於患有2型糖尿病(T2DM)之患者中的大血管及微血管疾病之發展。新興的資料牽涉患有T2DM之人類中的血管內皮功能障礙之發展中的粒線體形成及功能異常。 ¹ ^、 ²患有T2DM之個體的內皮中之粒線體產生過量的超氧化物。過量的超氧化物部分地由粒線體內膜之較大極化驅動。 ²內皮中之過量粒線體反應性含氧物種(mtROS)產生活化關鍵後生變化以及引起內皮炎症及血管功能障礙之細胞傳訊路徑。 ³吾等先前已展示，經給藥以使粒線體內膜部分去極化的靶向粒線體之抗氧化劑或藥理學藥劑逆轉了來自患有T2DM之人類的阻力小動脈中之受損內皮依賴性血管擴張。 ² ^、 ⁴

不幸地，用以預防且治療血管疾病的抗氧化劑治療方法之3期臨床試驗未能驗證在小型生理學及/或非隨機化研究中所見之積極作用 ⁵ ^、 ⁶，且靶向粒線體內膜之當前藥理學藥劑具有妨礙其臨床用途之毒性概況。 ⁷

因此，需要用於靶向治療血管功能障礙(包括患有2型糖尿病之患者中的血管功能障礙)之額外治療方法。

本發明提供粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽及使用方法。

在一個態樣中，本發明提供一種粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽，其包含(a) SEQ ID NO: 38之胺基酸序列(XLPYPZ)或與SEQ ID NO: 38具有至少80%序列一致性的序列，其中X及Z可為0至30個胺基酸、視情況1至20個胺基酸之肽。在一些態樣中，該抑制肽包含選自SEQ ID NO: 33至37之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 33至37具有至少80%序列一致性之序列，其中該肽之長度為約5至50個胺基酸，視情況長度為5至30個胺基酸。

在另一態樣中，本發明提供一種Fis1抑制肽，其包含(a) SEQ ID NO: 1 (SHKHDPLPYPHFLL)之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 1具有至少90%序列一致性之序列。在另一態樣中，本發明提供一種Fis1抑制肽，其包含(a) SEQ ID NO: 1 (SHKHDPLPYPHFLL)之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 1具有至少90%序列一致性之序列，其連接至(b)載體或編碼載體肽、標籤肽或細胞結合肽之胺基酸序列。

在另一態樣中，本發明提供一種粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制劑肽，其包含(a) SEQ ID NO: 1、16至21、26或29中之任一者的胺基酸序列，或與SEQ ID NO: 1、16至21、26或29具有至少80%序列相似性，較佳至少90%相似性之序列。在一些態樣中，該包含(a)之抑制肽係連接至(b)載體或編碼載體肽、標籤肽或細胞結合肽之胺基酸序列。在一些態樣中，該抑制肽連接或附接至載體肽，該載體肽為細胞穿透肽序列，視情況為TAT (SEQ ID NO: 2)或與SEQ ID NO: 2具有至少80%序列相似性，較佳至少90%之序列一致性之序列。在一些態樣中，(a)及(b)皆為肽且由連接子胺基酸序列連接。在一些態樣中，該連接子序列為SEQ ID NO: 4、11、12、13、14或15。

在另一態樣中，本發明提供一種Fis1抑制肽，其包含SEQ ID NO: 1 (SHKHDPLPYPHFLL)之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 1具有至少80%，較佳至少90%序列一致性之序列。在另一態樣中，該Fis1抑制肽包含SEQ ID NO: 3 (YGRKKRRQRRRGSGSGSSHKHDPLPYPHFLL)或與SEQ ID NO: 3具有至少90%序列一致性之肽。

在另一態樣中，該抑制肽包含SEQ ID NO: 3、SEQ ID NO: 31、SEQ ID NO: 32，或與SEQ ID NO: 3、SEQ ID NO: 31或SEQ ID NO: 32具有至少80%序列相似性，較佳約90%序列一致性之肽。

在另一態樣中，本發明提供一種治療與2型糖尿病相關之血管併發症的方法，該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以治療該血管併發症。

在另一態樣中，本發明提供一種逆轉有需要之個體中之受損血管擴張的方法，該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以恢復該個體中之血管擴張。在一態樣中，該個體患有2型糖尿病。

在另一態樣中，本發明提供一種增加人類微血管內皮細胞中之NO生物可用性的方法，該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以增加人類內皮細胞中之NO生物可用性。

相關申請案之交叉參考本申請案主張2020年11月6日申請之美國臨時申請案第63/110,457號的優先權，該案之內容以全文引用之方式併入本文中。

關於聯邦資助研究之聲明本發明係在政府支持下根據美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)授與之R01 HL128240及R01-GM067180來進行。政府對本發明具有某些權利。

序列表序列表隨附於本申請案且作為大小為11.4千拜且創建於2021年11月5日的名為「650053_00834_ST25.txt」的序列表之ASCII文本檔案提交。序列表以電子方式經由EFS-Web與本申請案一起提交且以全文引用之方式併入本文中。

本發明提供肽、編碼肽之核酸序列及載體、含有肽或載體之組合物，以及使用其來治療與內皮或血管功能障礙相關之疾病，包括2型糖尿病(T2DM)及血管疾病的方法。

過量粒線體分裂已牽涉多種疾病，包括糖尿病中之內皮功能障礙。粒線體分裂為粒線體分段為較小粒線體單位，且對分裂之遺傳或藥理學抑制改善了離體血管擴張。此抑制包括RNAi介導的編碼粒線體分裂蛋白1 (Fis 1)的基因之基因沉默。此等資料表明，對Fis 1之抑制可改善血管擴張受損之病理學病狀。為鑑別Fis l之抑制劑，吾等已研發出以微莫耳至亞微莫耳親和力與重組Fis1結合的高親和力14-殘基肽pep213 (SEQ ID NO: 1)。將細胞可穿透型式之pep213施加至人類內皮血管恢復了血管擴張，從而表明肽活體內抑制Fis1活性且可具有治療價值。Pep213為一種新穎肽，其源自來自噬菌體展示篩(phage display screen)之肽，與缺乏前32個殘基的嚴重截斷形式之Fis1結合。此外，吾等進行了共結晶及突變形成分析以研究與Fis1結合所必需的pep213內之核心胺基酸(參見圖20)。

靶向參與粒線體分裂之蛋白質及肽代表基於顯示以下的先前工作之有前景的替代方法：(1)自患有2型糖尿病之人類獲得之內皮細胞中的粒線體分裂蛋白1 (Fis1)之表現增加；(2) Fis1或動力蛋白相關蛋白1 (Drp1，其可結合Fis1以誘導粒線體分裂)表現之分子基因敲落阻斷高葡萄糖誘導的粒線體超氧化物產生的增加及內皮源性一氧化氮合成酶(eNOS)在其Ser1177活化位點處之磷酸化的損害；及(3) Drp1之藥理學及分子基因敲落逆轉低葡萄糖誘導的人類阻力小動脈中之內皮功能障礙。 ¹ ^、 ⁸鑒於其在粒線體動力學中之作用似乎在如低血氧症及高血糖症之病理學刺激的情況下具有最高活性，作為藥理學目標之Fis1備受關注。 ^9-12

如實例中所描述，本發明測試Fis1表現之基因敲落是否逆轉來自患有2型糖尿病之患者的阻力血管及來自急性暴露於高葡萄糖及低葡萄糖濃度之健康個體的血管中之受損內皮依賴性血管擴張及一氧化氮(NO)產生。另外，測定Fis1基因敲落在高葡萄糖或低葡萄糖條件下對內皮細胞障壁功能、氧消耗及糖解分之影響。本發明人接著設計且測試一種新穎肽，該新穎肽經工程改造以與Fis1結合且阻斷Fis-1介導的分裂有利地影響來自患有T2DM之人類的小阻力動脈及來自暴露於高葡萄糖濃度之健康人類血管的內皮依賴性血管擴張。Fis1之藥理學靶向提供一種用於對抗T2DM中之血管疾病的適用治療途徑。

肽及組合物本發明提供一種較佳地以微莫耳至亞微莫耳親和力與重組Fis1結合的新穎肽。

在第一實施例中，本發明提供一種粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽，其包含(a) SEQ ID NO: 38 (XLPYPZ)之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 38具有至少80%序列一致性之序列，其中X及Z可為0至30個胺基酸、視情況1至20個胺基酸、視情況1至10個胺基酸之肽。在另一實施例中，SEQ ID NO: 38之胺基酸序列或具有至少90%序列一致性之序列。在另一態樣中，如技術方案1之抑制肽，其包含(a)選自SEQ ID NO: 33至37之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 33至37具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列，其中肽之長度為約5至50個胺基酸，視情況長度為5至30個胺基酸。較佳地，胺基酸長度可為約10至20個胺基酸，或長度為約12個16個胺基酸。考慮其他適合的長度。適當地，(a)連接至(b)下文更詳細描述之載體肽或標籤。

在另一實施例中，當製成細胞可穿透融合肽(例如，pep213-TAT，SEQ ID NO: 3或SEQ ID NO: 31或32，或與SEQ ID NO: 3、31或32具有至少80%或至少90%序列一致性之序列)時，14-mer肽pep213 (SEQ ID NO: 1、16至21、26或29，較佳地，在一個實施例中SEQ ID NO: 1)或具有至少80%序列一致性、視情況至少90%序列一致性之序列能夠活體內抑制Fisl活性。此抑制肽亦能夠恢復血管擴張受損的內皮細胞及血管中之血管擴張。肽逆轉受損內皮依賴性血管擴張之能力進一步允許使用肽來治療血管疾病，包括與2型糖尿病相關之血管功能障礙。此外，如圖19及20中所見，共結晶及肽突變分析顯示用於Fis1結合的14-mer內之重要胺基酸。因此，在一些態樣中，考慮經修飾pep213肽(例如，胺基酸X中之一或多者經任何胺基酸置換的SEQ ID NO: 16至29，較佳SEQ ID NO: 16至21、26或29或SEQ ID NO: 30，較佳地丙胺酸或甘胺酸置換為X)。

在一個實施例中，粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽包含以下、由以下組成：本文中所描述之連接至載體肽、標籤肽或細胞結合肽之抑制肽。在一個態樣中，粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽包含(a) SEQ ID NO: 38 (XPLPYPZ)之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 38具有至少80%序列一致性的序列，其中X及Z可為0至30個胺基酸、視情況1至20個胺基酸、視情況1至10個胺基酸之肽(胺基酸肽可包含任何適合的胺基酸)。在另一實施例中，SEQ ID NO: 38之胺基酸序列或具有至少90%序列一致性之序列。在另一態樣中，如技術方案1之抑制肽，其包含(a)選自SEQ ID NO: 33至37之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 33至37具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列，其中肽之長度為約5至50個胺基酸，視情況長度為5至30個胺基酸。在另一態樣中，抑制劑包含(a) SEQ ID NO: 1 (SHKHDPLPYPHFLL)之胺基酸序列或由其組成，或為與SEQ ID NO: 1具有至少90%序列一致性之序列。在另一實施例中，Fis1之抑制肽包含以下、由以下組成：(a) SEQ ID NO: 1之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 1具有至少90%序列一致性之序列，其連接至(b)載體或編碼載體肽、標籤肽或細胞結合肽之胺基酸序列。術語「Fis1之抑制肽」及「Fis1抑制肽」在本文中互換使用且係指能夠抑制細胞內Fis1之活性的肽。

在一個實施例中，粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽包含以下、由以下組成或為以下：(a) SEQ ID NO: 1、16至21、26或29之胺基酸序列，或為與SEQ ID NO: 1、16至21、26或29具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列。在另一實施例中，Fis1之抑制肽包含以下、由以下組成：(a) SEQ ID NO: 1、16至21、26或29之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 1、16至21、26或29具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列，其連接至(b)載體或編碼載體肽、標籤肽或細胞結合肽之胺基酸序列。

在另一實施例中，基於圖20中所顯示之突變型肽分析，粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽包含以下、由以下組成或為以下：(a) SEQ ID NO: 30之胺基酸序列，其中X中之一或多者為任何胺基酸(例如，丙胺酸或甘胺酸)或來自SEQ ID NO: 1之對應胺基酸。在另一實施例中，抑制劑肽包含以下或由以下組成：SEQ ID NO: 30，其中兩個或更多個X為任何胺基酸，可替代地，3個或更多個X為任何胺基酸，可替代地，4個或更多個X為任何胺基酸，可替代地，5個或更多個X為任何胺基酸，可替代地，6個或更多個X為任何胺基酸，可替代地，7個或8個X為任何胺基酸。

在另一實施例中，抑制肽包含以下、由以下組成：(a) SEQ ID NO: 30之胺基酸序列，其連接至(b)載體或編碼載體肽、標籤肽或細胞結合肽之胺基酸序列，例如SEQ ID NO: 32。

術語「Fis1之抑制肽」及「Fis1抑制肽」在本文中互換使用且係指能夠抑制細胞內Fis1之活性的肽。

Fis1之抑制肽進一步包含連接至抑制肽之載體或載體肽、標籤肽或細胞結合肽。適合的載體肽、標籤肽或細胞結合肽為此項技術中所已知及理解的。在一個實施例中，載體肽為細胞穿透肽。細胞穿透肽(CPP)為能夠穿透質膜且達至細胞之內部的肽。舉例而言，適合的載體肽包括例如TAT且能夠穿透至細胞中，該TAT具有SEQ ID NO: 2之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 2具有至少90%序列一致性之序列。其他適合的CPP為此項技術中已知的且包括例如穿透蛋白(Penetratin) R8、運輸蛋白(Transportan) Xentry (參見例如Patel, S.G., Sayers, E.J., He, L.等人 Cell-penetrating peptide sequence and modification dependent uptake and subcellular distribution of green florescent protein in different cell lines. Sci Rep 9,6298 (2019). //doi.org/10.1038/s41598-019-42456-8，其以引用之方式併入)。其他適合的載體為此項技術中已知的。其他載體包括但不限於例如奈米載體，諸如聚合物結合物、高分子奈米粒子、基於脂質之載體、樹枝狀聚合物、碳奈米管及金奈米粒子。基於脂質之載體包括脂質體及微胞兩者。載體可共價或非共價連接。在一些實施例中，肽可與載體結合。

在一些實施例中，本文中所描述之肽進一步包含外源標籤或藥劑。如本文中所使用之術語「標籤」或「藥劑」包括允許用於本發明之肽之純化、鑑別、偵測或治療用途的任何適用部分。不干擾抑制肽之官能性的任何標籤或藥劑可與本發明一起使用。適合的標籤為此項技術中已知的且包括但不限於親和力或抗原決定基標籤(例如，cMyc、HIS、FLAG、V5標籤、HA標籤、NE標籤、S標籤、Ty標籤等)及螢光標籤(例如，RFP、GFP等)。抗原決定基標籤通常用作「純化標籤」，亦即有助於自其他非特異性蛋白質及肽分離多肽之標籤。

在一些實施例中，載體肽或標籤為多肽及抑制肽，且標籤在一個核酸序列中編碼且同時轉譯。在一些實施例中，標籤為可裂解的且可在製成且純化肽時移除。

在一些實施例中，抑制肽及載體肽或標籤經由連接子序列連接。適合的肽連接子可包含具有3至10個胺基酸或3至25個胺基酸之多肽。在一些實施例中，肽連接子包含具有選自絲胺酸及甘胺酸之胺基酸序列的多肽，該胺基酸序列例如GSGSGS (SEQ ID NO: 4)。其他適合的連接子將由熟習此項技術者所理解且包括例如SGSG (SEQ ID NO: 11) G _n，其中n為1至10之整數；(SGSG) _n，其中n為1至10之整數；(SEQ ID NO: 11)；GSGS (SEQ ID NO: 12)；SSSS (SEQ ID NO: 13)；GGGS (SEQ ID NO: 14)；GGC；GGS；(GGC) ₈；(G ₄S) ₃；及GGAAY (SEQ ID NO: 15)。肽連接子可藉由蛋白酶裂解。在一些實施例中，肽連接子包含具有SEQ ID NO: 4之胺基酸序列的多肽。考慮此項技術中已知的其他適合的連接子用於本文中。

在一個實施例中，Fis1抑制肽包含以下、由以下組成或為以下：SEQ ID NO: 3 (YGRKKRRQRRRGSGSGSSHKHDPLPYPHFLL)或與SEQ ID NO: 3具有至少90%序列一致性之肽。如實例中所展現，此抑制肽能夠活體內抑制Fis1活性。

在另一實施例中，Fis1抑制肽包含以下、由以下組成或為以下：SEQ ID NO: 31 (YGRKKRRQRRRGS XSHKHDPLPYPHFLL)或與SEQ ID NO: 31具有至少80%序列相似性或至少90%序列一致性之肽，其中X為本文中所描述之連接子。在另一實施例中，FIs1抑制劑肽包含SEQ ID NO: 32或與SEQ ID NO: 32具有至少80%序列相似性或至少90%序列一致性之序列，其中至少一個X為任何胺基酸(例如，丙胺酸)且其中Y為如本文中所描述之連接子。(參見表2)。在一些實施例中，經考慮，SEQ ID NO: 32具有包含以下之X：兩個或更多個選自任何胺基酸(例如，丙胺酸)的胺基酸；可替代地3個或更多個、可替代地4個或更多個、可替代地5個選自該序列內之任何胺基酸(例如，丙胺酸)的胺基酸，可替代地，6個或更多個X為選自任何胺基酸(例如，丙胺酸)的胺基酸，可替代地，7個或8個X為選自SEQ ID NO: 32內之任何胺基酸(例如，丙胺酸)的胺基酸。Y為如本文中所描述之連接子，例如SEQ ID NO: 4或11至15。換言之，SEQ ID NO: 32為SEQ ID NO: 2-連接子-SEQ ID NO: 30，且SEQ ID NO: 31為SEQ ID NO: 2-連接子-SEQ ID NO: 1。連接子可為本文中所描述之任何連接子。

如本文中所使用，術語「蛋白質」、「肽」及「多肽」在本文中互換使用以指代藉由相鄰殘基之α-胺基與羧基之間的肽鍵相互連接的一系列胺基酸殘基。「蛋白質」及「多肽」通常用於指相對較大的多肽，而術語「肽」通常用於指較小多肽，但此等術語在此項技術中之使用重疊。蛋白質可包括經修飾胺基酸(例如，磷酸化、糖化、醣基化等)及胺基酸類似物。

抑制肽可直接連接、間接連接至標籤或載體肽，或與標籤或載體肽結合。如本文中所使用，術語「結合」係指藉由共價鍵接合兩個實體。實體可直接或經由連接基團使用標準合成偶合程序共價鍵結。舉例而言，兩個多肽可藉由同時的多肽表現連接在一起，從而形成融合或嵌合蛋白。一或多個胺基酸可插入多肽中以充當連接基團(亦即經由將對應核酸序列併入載體中)。舉例而言，在一些實施例中，聚絲胺酸及聚甘胺酸連接子包括於抑制肽序列與標籤或載體肽之間。其他所考慮之連接基團包括末端經胺基或羧酸基取代之聚乙二醇或烴，以允許與具有分別具有羧酸或胺基之胺基酸側鏈的多肽進行醯胺偶合。可替代地，胺基及羧酸基可經其他結合配偶體取代，諸如疊氮化物及炔基烴基團，其經歷三唑之銅催化形成。

本發明亦提供編碼本文中所揭示之抑制Fis1肽的聚核苷酸。術語「聚核苷酸」、「聚核苷酸序列」、「寡核苷酸」、「核酸」及「核酸序列」在本文中互換使用，係指核苷酸序列或其片段。此等片語可指基因體、天然或合成來源之DNA或RNA，且包括單股或雙股分子，以及此類分子之有義或反義股。在一個實施例中，該聚核苷酸包含異源啟動子序列及編碼SEQ ID NO: 1 (SHKHDPLPYPHFLL)、SEQ ID NO: 16至21、26或29之肽的聚核苷酸序列，或與SEQ ID NO: 1、16至21、26或29具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列。在另一實施例中，包含異源啟動子序列及編碼SEQ ID NO: 1之肽的聚核苷酸序列之該聚核苷酸序列係連接至載體或標籤肽，例如SEQ ID NO: 3、31或32或與SEQ ID NO: 3、31或32具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列。

在一個實施例中，聚核苷酸包含異源啟動子序列及編碼SEQ ID NO: 1 (SHKHDPLPYPHFLL)之肽的聚核苷酸序列或與SEQ ID NO: 1具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列。在另一實施例中，包含異源啟動子序列及編碼SEQ ID NO: 1之肽的聚核苷酸序列之該聚核苷酸係連接至載體或標籤肽，例如SEQ ID NO: 3或與SEQ ID NO: 3具有至少80%序列一致性或至少90%序列一致性之序列。

就如上文及本文中所使用之序列一致性而言，引用至少80%序列一致性之任何內文均包括約80%，例如至少81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%及100%之任何序列一致性。類似地，至少90%序列一致性包括與SEQ ID NO之約90%及更高之序列一致性，例如91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%及100%序列一致性。

在一些實施例中，聚核苷酸為載體。在一些實施例中，載體能夠表現本文中所描述之抑制肽，其中載體包含可操作地連接至編碼本文中所描述之抑制Fis1肽之聚核苷酸序列的異源啟動子。載體可進一步包含異源主鏈序列。供與本發明一起使用之適合載體包含可操作地連接至編碼本文中所描述之抑制肽之聚核苷酸序列的啟動子。載體亦可包含允許在宿主細胞中進行轉譯調節之適當控制序列。在一些實施例中，載體進一步包含一或多個載體肽或標籤之核酸序列。在一些實施例中，載體進一步包含額外調節序列，諸如訊息序列。

如本文中所使用，術語「載體」係指能夠傳播另一核酸分子至其所連接核酸之核酸分子。該術語包括呈自我複製核酸結構之載體及已併入其已引入之宿主細胞之基因體中的載體。某些載體能夠導引其可操作地連接的核酸之表現。此類載體在本文中稱為「表現載體」(或簡稱「載體」)。術語載體涵蓋「質體」，其為載體之最常用形式。質體為其中可接合額外DNA區段(例如，編碼抑制Fis1肽之DNA區段)的環狀雙股DNA環。然而，其他形式之表現載體，諸如病毒載體(例如，複製缺陷反轉錄病毒、腺病毒及腺相關病毒)亦可與本發明一起使用。某些載體能夠在其所引入之宿主細胞中自主複製(例如，具有細菌複製起點之細菌載體及游離型哺乳動物載體)。其他載體在引入宿主細胞中時可整合至宿主細胞之基因體中，且藉此與宿主基因體一起複製。在一個實施例中，載體包含使用病毒機構來攜載待表現於宿主細胞中之肽的病毒載體。

在一些實施例中，本發明之載體進一步包含異源主鏈序列。如本文中所使用，「異源核酸序列」係指非人類核酸序列，例如細菌、病毒或並不天然發現於人類中之其他非人類核酸序列。異源主鏈序列可為傳播載體及/或表現經編碼肽所必需的。許多常用表現載體及質體含有非人類核酸序列，包括例如CMV啟動子。

用於實踐本發明之適合啟動子非限制性地包括組成型、誘導型、時間調節型、發育調節型、化學調節型、物理調節型(例如，光調節型或溫度調節型)、組織偏好型及組織特異性啟動子。適合的啟動子包括「異源啟動子」，指並不天然與其可操作地連接之聚核苷酸相關的任何啟動子之術語。在哺乳動物細胞中，典型的啟動子非限制性地包括勞氏肉瘤病毒(Rous sarcoma virus；RSV)、人類免疫缺陷病毒(HIV-1)、細胞巨大病毒(CMV)、SV40病毒及其類似者之啟動子，以及轉譯延長因子EF-lα啟動子或泛蛋白啟動子。熟習此項技術者熟悉用於各種細胞類型中之廣泛多種額外啟動子。

蛋白質及核酸序列一致性使用此項技術中所熟知的鹼基局部比對搜索工具(Basic Local Alignment Search Tool；「BLAST」)進行評估(Karlin及Altschul, 1990, Proc. Natl. Acad. Sci. USA87: 2267-2268；Altschul等人, 1997, Nucl. Acids Res.25: 3389-3402)。BLAST程式藉由鑑別查詢胺基或核酸序列與較佳地獲自蛋白質或核酸序列資料庫之測試序列之間的類似區段(其在本文中稱為「高得分區段對(high-scoring segment pair)」)來鑑別同源序列。較佳地，高得分區段對之統計顯著性使用統計顯著性公式進行評估(Karlin及Altschul，1990)，其揭示內容以全文引用之方式併入本文中。BLAST程式可與預設參數或與使用者提供之經修改參數一起使用。

藉由在比較窗內比較兩個最佳比對序列來測定「序列一致性之百分比」或「百分比相似性」，其中與兩個序列之最佳比對的參考序列(其不包含添加或缺失)相比，比較窗中之聚核苷酸或肽序列之部分可包含添加或缺失(亦即缺口)。藉由以下來計算百分比：測定兩個序列中出現之相同核酸鹼基或胺基酸殘基的位置數以得到匹配位置數，將匹配位置數除以比較窗中之總位置數且將結果乘以100以得到序列一致性之百分比。

術語聚核苷酸或肽序列之「實質一致性」或「實質相似性」意謂聚核苷酸或肽包含具有至少75%序列一致性之序列。可替代地，一致性百分比可為75%至100%之任何整數。與使用本文中所描述之程式，較佳地使用如所描述的標準參數之BLAST的參考序列相比，更佳的實施例包括至少75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%。此等值可經適當調節以藉由考慮密碼子簡併、胺基酸相似性、讀框定位及其類似者來測定由兩個核苷酸序列編碼的蛋白質之對應一致性。

出於本發明之目的，胺基酸序列之「實質一致性」通常意謂至少75%之多肽序列一致性。較佳的多肽一致性百分比可為75%至100%之任何整數。更佳實施例包括至少75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、98.7%或99%。

本發明亦提供包含抑制Fis1肽之組合物及醫藥學上可接受之載劑。應基於所選投與途徑及標準醫藥實踐來選擇醫藥學上可接受之載劑。可根據醫藥製劑領域中之標準實踐將組合物調配為劑型(參見Alphonso Gennaro編, Remington's Pharmaceutical Sciences,第18版, (1990) Mack Publishing Co., Easton, Pa)。適合的劑型可包含例如溶液、非經腸溶液或懸浮液。在一些實施例中，組合物包含本文中所描述的經分離及純化之Fis1抑制肽。在其他實施例中，組合物包含經分離及純化之多肽或載體，該多肽或載體包含編碼本文中所描述之Fis1抑制肽的核酸序列。

在另一態樣中，本發明提供包含本文中所描述之載體的宿主細胞。允許表現由載體編碼之肽的任何宿主細胞可與本發明一起使用。舉例而言，常用宿主細胞包括細菌(例如，大腸桿菌( E.coli)、枯草桿菌( B. subtilis))、酵母(例如，釀酒酵母( S.cerevisiae))或真核細胞株。有利地，昆蟲或哺乳動物細胞株可用於提供類人的mRNA剪接。熟習此項技術者瞭解，許多表現系統及細胞株可用於表現本發明之肽，包括可商購之許多表現系統及細胞株。

方法本發明提供使用本文中所描述之Fis1抑制肽治療血管功能障礙的方法。該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以治療血管功能障礙。在一些實施例中，血管功能障礙與2型糖尿病相關。在一些實施例中，本發明提供一種治療與2型糖尿病相關之血管併發症的方法。該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以減少與2型糖尿病相關之一或多種血管併發症。

本發明進一步提供一種逆轉有需要之個體中之受損血管擴張的方法，該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以恢復個體內之血管擴張功能。在一些實施例中，個體患有2型糖尿病。此外，個體可在人類阻力動脈中具有高葡萄糖誘導的及2型糖尿病相關的內皮依賴性血管擴張損害。此損害可為一氧化氮合成酶依賴性方式。

在另一實施例中，本發明提供一種增加人類微血管內皮細胞中之NO生物可用性的方法，該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以增加人類內皮細胞中之NO生物可用性。在一些實施例中，內皮細胞在患有血管功能障礙之個體的活體內。

在另一實施例中，本發明提供一種防止糖尿病誘導之內皮組織細胞損害的方法，該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽。過量粒線體分裂牽涉糖尿病中之內皮組織功能障礙，且Fis1之減少可防止糖尿病誘導之細胞損害。

在另一實施例中，本發明提供一種治療已展示需要粒線體分裂的ras介導之癌症的方法。該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽。不受任何理論束縛，但阻斷粒線體分裂之能力可阻止癌症進展，從而表明Fis1之抑制劑可具有抗癌症進展之活性。

在另一實施例中，Fis1抑制肽可用於治療神經退化性疾病。該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以治療神經退化性疾病。

出於大量原因，咸信本發明Fis1抑制肽為彼Drp之較佳目標。首先，目標為Drpl，其為胚胎致死的且為分裂中之唯一機械酶(mechanoenzyme)且除在癌症中之外可能並不為適合的目標。Fisl基因剔除亦為胚胎致死的，但被認為僅在應激條件下經誘導且因此可為比Drpl更佳的目標。

過量粒線體分裂牽涉糖尿病中之內皮組織功能障礙(Shenouda, S. M., Widlansky, M. E., Chen, K., Xu, G., Holbrook, M., Tabit, C. E., ... & Vita, J. A. (2011)及Kizhakekuttu ... Widlansky等人(2012))]及急性肺功能障礙。靶向Fisl將允許Fisl-Drpl軸之新穎藥理學方法防止在糖尿病患者的血管損害。如上文所提及，經由Drpl之肽抑制劑靶向Fisl/Drpl軸已在神經退化性疾病以及心肌病中具有眾多主張。

在另一實施例中，本發明提供治療受損內皮功能之方法，該方法包含投與有效量的本文中所描述之Fis1抑制肽以便治療受損內皮功能。在一個實施例中，受損之內皮功能包含動脈粥樣硬化。在另一實施例中，受損之內皮功能與選自以下之疾病相關：動脈粥樣硬化、腦血管動脈疾病、冠狀動脈疾病、腎血管疾病及周邊動脈疾病。

術語「有效量」或「治療有效量」係指足以實現有益或所要生物及/或臨床結果之量。舉例而言，治療有效量的本發明之肽可與醫藥學上可接受之載劑組合以形成組合物。組合物可以此項技術公認的模式中之任一者投與。劑量、投與方法及供與此類方法一起使用之適合醫藥學上可接受之載劑、稀釋劑及賦形劑可易於由熟習此項技術者測定，但將視即將到來的特定情形而定。

適當劑量可例如藉由自動物研究外推或在臨床試驗中考慮患者體重、吸收速率、半衰期、疾病嚴重程度及其類似者來確定。劑量數目及治療時程可在個體與個體之間變化。在用於預防自體免疫疾病之發展或進展的一些實施例中，可能需要加強劑量。適合的加強排程可由熟習此項技術者來確定。舉例而言，肽或載體可每月、每隔一個月、每4個月、每6個月、一年一次、每兩年給予一次及在其間之任何時間範圍給予。

組合物較佳地呈單位劑型。在此形式中，將製劑劃分為含有適當量之活性組分的單位劑量。單位劑型可為封裝製劑，該封裝含有離散量之製劑，諸如小瓶或安瓿中的封裝錠劑、膠囊及粉劑。另外，單位劑型亦可為膠囊、錠劑、扁囊劑或口含錠本身，或其可為適當數目之呈封裝形式的此等單位劑型中之任一者。

如本文中所使用，「個體」或「患者」係指哺乳動物及非哺乳動物兩者。「哺乳動物」包括哺乳綱之任何成員，諸如人類、非人類靈長類動物(例如，黑猩猩、其他猿及猴物種)、農場動物(例如，家牛、馬、綿羊、山羊及豬)、家畜(例如，家兔、犬及貓)及實驗室動物(例如，大鼠、小鼠及天竺鼠)。非哺乳動物之實例包括但不限於鳥類。術語「個體」不指代特定年齡或性別。在一個實施例中，個體為人類。在一特定實施例中，人類為罹患血管疾病或功能障礙或患有相關血管功能障礙之疾病(例如，2型糖尿病)的人類。

如本文中所使用，術語「投與(administering/ administration)」係指向個體提供包含本文中所描述之Fis1抑制肽的醫藥製劑或組合物之任何方法。此類方法為熟習此項技術者熟知的且包括但不限於經口投與、經皮投與、藉由吸入投與、經鼻投與、局部投與、陰道內投與、經眼投與、耳內投與、腦內投與、直腸投與、舌下投與、經頰投與及非經腸投與，包括可注射劑，諸如靜脈內投與、動脈內投與、肌內投與、皮內投與、鞘內投與及皮下投與。投與可為連續的或間歇的。在各種態樣中，製劑可以治療方式投與；亦即投與以治療現有疾病或病狀。

為輔助投與，可將肽或載體與此項技術中已知的適合醫藥學上可接受之載劑混合。術語「醫藥學上可接受」可指由監管機構(例如，聯邦或州政府機構)審批通過以用於向個體投與的組合物。術語「載劑」可指可與醫藥組合物一起投與之稀釋劑、賦形劑或媒劑。醫藥學上可接受之載劑為此項技術中已知的且包括但不限於例如稀釋劑、防腐劑、增溶劑、乳化劑、脂質體、奈米粒子以及其他載劑。適合的醫藥載劑之實例由E.W. Martin描述於「Remington's Pharmaceutical Sciences」中。另外，此類醫藥學上可接受之載劑可為水性或非水性溶劑中之溶液、懸浮液及乳液。非水性溶劑之實例為丙二醇；聚乙二醇；植物油，諸如橄欖油；及可注射有機酯，諸如油酸乙酯。適合的水性溶劑載劑包括等張溶液、酒精性/水性溶液、乳液或懸浮液，包括生理鹽水及緩衝介質。此類載劑包括但不限於例如水、油(例如，植物油)、乙醇、生理鹽水溶液(例如，磷酸鹽緩衝生理鹽水或生理鹽水)、水性右旋糖(葡萄糖)及相關糖溶液、甘油或二醇，諸如丙二醇或聚乙二醇。亦可添加穩定劑、抗氧化劑及防腐劑。適合的抗氧化劑包括亞硫酸、抗壞血酸、檸檬酸及其鹽，以及EDTA鈉。適合的防腐劑包括苯紮氯銨(benzalkonium chloride)、對羥基苯甲酸甲酯或對羥基苯甲酸丙酯及氯丁醇。用於非經腸投與之組合物可呈水性或非水性溶液、分散液、懸浮液或乳液之形式。組合物可含有接近生理條件所需要的額外醫藥學上可接受之物質，諸如pH調節劑及緩衝劑、毒性調節劑，諸如乙酸鈉、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、乳酸鈉及其類似者。

組合物可藉由維持肽之活性的習知熟知滅菌技術進行滅菌。應根據投與模式來選擇調配物。緩衝劑可包括但不限於磷酸鹽、檸檬酸鹽及其他有機酸；抗氧化劑，包括抗壞血酸；低分子量(少於約10個殘基)多肽；蛋白質，諸如血清白蛋白、明膠或免疫球蛋白；親水性聚合物，諸如聚乙烯吡咯啶酮；胺基酸，諸如甘胺酸、麩醯胺、天冬胺酸、精胺酸或離胺酸；單醣、雙醣及其他碳水化合物，包括葡萄糖、甘露糖或糊精；螯合劑，諸如EDTA；糖醇，諸如甘露糖醇或山梨糖醇；成鹽相對離子，諸如鈉；及/或非離子界面活性劑，諸如TWEEN ^TM牌界面活性劑、聚乙二醇(PEG)及PLURONICS ^TM界面活性劑。醫藥學上可接受之載劑可包括但不限於0.01至0.l M、較佳0.05M磷酸鹽緩衝液或0.9%生理鹽水。亦考慮其他適合的醫藥學上可接受之載劑。

出於本發明之目的，「治療(treating/ treatment)」描述出於對抗疾病、病狀或病症之目的對個體之管理及照護。治療包括投與本發明之肽以減少、抑制或預防症狀或併發症之發作，減少或緩解症狀或併發症，或消除疾病、病狀或病症。在一較佳實施例中，疾病為血管功能障礙。在一特定實施例中，疾病為具有血管功能障礙之2型糖尿病。

套組除非上下文另外明確規定，否則關於前一種方法描述之本發明之態樣可適用於後一種方法及套組，且反之亦然。

亦包括用於執行本文中所描述之方法的套組。套組可包含如本文中所描述之Fis1抑制肽或包含Fis1突變型肽之組合物及使用說明書。在另一實施例中，套組可包含編碼本文中所描述之Fis1抑制劑肽的核酸序列或能夠產生Fis1抑制劑肽以於產生及純化的細胞。用於產生、純化或使用之說明書亦可包括於套組內。套組可進一步包含醫藥組合物，該醫藥組合物包含本文中所描述之Fis1抑制肽。

熟習此項技術者應顯而易見，在不脫離本發明概念之情況下，除已經描述之修改以外的許多額外修改為可能的在解譯本發明時，所有術語應以與上下文一致之最廣泛可能的方式進行解譯。術語「包含」之變型應解譯為以非排他性方式提及要素、組分或步驟，因此所提及要素、組分或步驟可與未明確提及之其他要素、組分或步驟組合。稱為「包含」某些要素之實施例亦考慮為「基本上由」彼等要素「組成」及「由」彼等要素「組成」。術語「基本上由…組成」及「由…組成」應根據MPEP及相關聯邦巡迴法院解譯(Federal Circuit interpretation)進行解譯。過渡片語「基本上由…組成」將申請專利範圍之範疇限於特定材料或步驟「及實質上不影響」所主張發明之「基礎及新穎特性的彼等材料或步驟」。「由…組成」為不包括申請專利範圍中未指定之任何要素、步驟或成分的封閉術語。舉例而言，關於「由…組成」之序列係指在SEQ ID NO.中所列出之序列，且確實係指可含有SEQ ID作為其一部分之更大的序列。

本文中所提及之所有公開案、專利申請案、專利及其他參考案均以全文引用之方式併入。在發生衝突之情況下，以本說明書(包括定義)為準。

本發明之其他特徵及優勢將自其較佳實施例之描述及申請專利範圍顯而易見。除非另外定義，否則本文中所使用之所有技術及科學術語具有與本發明所屬領域之一般熟習此項技術者通常所理解相同的含義。儘管與本文中所描述之方法及材料類似或等效的方法及材料可用於實踐或測試本發明，但在下文描述適合的方法及材料。另外，材料、方法及實例僅為說明性的且不意欲為限制性的。

實例實例 1 ： 藉由新穎肽 Pep213 進行之 Fis1 抑制或分子抑制逆轉了糖尿病及高葡萄糖誘導的人類 阻力動脈中之內皮功能障礙血管內皮功能受損先於患有2型糖尿病(T2DM)之患者中的大血管及微血管疾病之發展。新興的資料牽涉患有T2DM之人類中的血管內皮功能障礙之發展中的粒線體形成及功能異常。 ¹ ^、 ²患有T2DM之個體的內皮中之粒線體產生過量的超氧化物。過量的超氧化物部分地由粒線體內膜之較大極化驅動。 ²內皮中之過量粒線體反應性含氧物種(mtROS)產生活化關鍵後生變化以及引起內皮炎症及血管功能障礙之細胞傳訊路徑。 ³吾等先前已展示，經給藥以使粒線體內膜部分去極化的靶向粒線體之抗氧化劑或藥理學藥劑逆轉了來自患有T2DM之人類的阻力小動脈中之受損內皮依賴性血管擴張。 ² ^、 ⁴

靶向參與粒線體分裂之蛋白質代表基於顯示以下的先前工作之有前景的替代方法：(1)自患有2型糖尿病之人類獲得之內皮細胞中的粒線體分裂蛋白1 (Fis1)之表現增加；(2) Fis1或動力蛋白相關蛋白1 (Drp1，其可結合Fis1以誘導粒線體分裂)表現之分子基因敲落阻斷高葡萄糖誘導的粒線體超氧化物產生的增加及內皮源性一氧化氮合成酶(eNOS)在其Ser1177活化位點處之磷酸化的損害；及(3) Drp1之藥理學及分子基因敲落逆轉低葡萄糖誘導的人類阻力小動脈中之內皮功能障礙。 ¹ ^、 ⁸鑒於其在粒線體動力學中之作用似乎在如低血氧症及高血糖症之病理學刺激的情況下具有最高活性，作為藥理學目標之Fis1備受關注。 ^9-12

在此實例中，吾等測試Fis1表現之基因敲落是否逆轉來自患有2型糖尿病之患者的阻力血管及來自急性暴露於高葡萄糖及低葡萄糖濃度之健康個體的血管中之受損內皮依賴性血管擴張及一氧化氮(NO)產生。另外，吾等測定Fis1基因敲落在高葡萄糖或低葡萄糖條件下對內皮細胞障壁功能、氧消耗及糖分解的影響。最後，吾等設計且測試經工程改造以結合於Fis1且阻斷Fis-1介導之分裂的新穎肽(Pep213 (SEQ ID NO: 1))，且證實其有利地影響來自患有T2DM之人類的較小阻力動脈及來自暴露於高葡萄糖濃度之健康人類血管的內皮依賴性血管擴張。吾等之發現支持吾等之論點，即Fis1之藥理學靶向為T2DM中血管疾病的挑戰提供了有用的治療途徑。

結果之概述 ：Fis1基因敲落改善了T2DM小動脈中之內皮依賴性血管擴張(P=0.002)，且阻斷了HG (P=0.0008)及LG誘導的(P=0.0002)健康血管之內皮依賴性血管擴張損害。Fis1基因敲落保持NO生物可用性且改善了暴露於HG或LG (P＜0.001)之細胞的內皮層完整性。Fis1基因敲落對其他粒線體動力學或自噬蛋白之表現無重要影響，且對內皮細胞代謝不具有影響。Pep213顯示對Fis1之較低微莫耳親和力(3.3至7 µM)。Tat序列連接之pep213改善了T2DM (P＜0.001)及暴露於HG之非T2DM血管(P＜0.001)中的內皮依賴性血管擴張。

方法： 個體募集及篩選 ：吾等募集患有T2DM之67位個體及不具有如先前所描述之心臟血管風險因素的健康個體(21至75歲)。 ² ^、 ¹³患有T2DM之個體正在服用用以治療T2DM之藥物及/或滿足T2DM美國糖尿病協會之診斷準則。 ¹⁴研究方法由威斯康辛州醫學院機構研究委員會(Institutional Research Board of the Medical College of Wisconsin)審查且審批通過，且所有個體在進行任何研究活動之前均簽署了書面知情同意書。所有個體經篩選以確保其滿足研究納入準則。在所有個體中，量測身高及體重，且重複三次量測心率及血壓。若患有或未患有T2DM之個體具有以下中之任一者，則排除該等個體：已知動脈粥樣硬化疾病(冠狀動脈疾病、周邊血管疾病、中風或心肌梗塞病史)、慢性肝病、血漿肌酐升高(男性＞1.5 mg/dl，女性＞1.4 mg/dl)、診斷出癌症緩解少於一年、定期服用除阿司匹林(aspirin)以外的血液稀釋劑或抗血小板劑或在登記一年內吸菸。若未患有T2DM之個體的LDL膽固醇≥160 mg/dl或患有高血壓(血壓≥140/90 mmHg)或若該等個體正在服用用以治療此等實體中之任一者的藥物，則亦排除該等個體。用於比較pep213-tat與錯義對照肽對內皮依賴性血管擴張(N=5位非T2DM，N=4位T2DM)之影響的研究之血管係根據由威斯康星州機構研究委員會醫學院審查且審批通過之單獨方案自捨棄的皮下脂肪組織獲得。

人類 阻力動脈採集 ：如先前所描述自臀部脂肪墊之上外部象限獲得來自脂肪樣本之人類阻力動脈。 ² ^、 ⁸ ^、 ¹³ ^、 ¹⁵ ^、 ¹⁶簡言之，在用1%利多卡因(lidocaine)滅菌及麻醉後，在臀部脂肪墊之上外部象限中做一個1至1.5 cm切口。藉由尖銳解剖移除大約8 cm ³體積之脂肪組織。在實現止血之後，用1至2條可吸收的深層經皮縫合線縫合傷口，且使用Dermabond或消毒條(steristrip)縫合表皮層。

細胞培養物 ：將購自ATCC (Manassas, VA)之永生化人類微血管內皮細胞(HMEC-1)在補充有10 mM麩醯胺(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA)、10% FBS (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO)、10 ng/mL人類EGF(Thermo Fisher Scientific)及1 µg/mL氫皮質酮(Sigma-Aldrich)之無抗生素MCDB131 (Life Technologies, Carlsbad, CA)中培養。對於涉及高葡萄糖(33 mM)、正常葡萄糖(5 mM)或低葡萄糖(2.5 mM)條件之分析，無抗生素MCDB131補充有上述者且藉由添加葡萄糖及無菌PBS來調節葡萄糖含量。人類經皮微血管內皮細胞(HMEC)購自Lonza (Basel, Switzerland)且補充有微血管內皮細胞生長培養基-2 Bullet套組(Lonza)。

用於所培養內皮細胞及人類血管之轉染方案 將 Fis1 及 Drp1 siRNA 以 及錯義對照轉染至所培養細胞中：Fis1及Drp1 siRNA之構築體係獲自Origene (Rockville, MD, 下述序列)。將脂染胺(Lipofectamine) RNAi Max (Thermo Fisher Scientific)媒劑添加至於Opti-MEM (Life Technologies)中之20 nM RNAi構築體中。將混合物稀釋於培養基中且與HMEC-1細胞一起培育四小時，隨後用正常培養基置換。隨後在處理及分析之前將細胞培育24小時。在培育之後，將所處理細胞暴露於高葡萄糖持續6小時或暴露於低葡萄糖持續2小時，隨後量測NO產生、生物能量、蛋白質表現及內皮層完整性。

將 Fis1 及 Drp1 siRNA 以 及錯義對照轉染於人類 阻力動脈中如先前所描述來執行用siRNA構築體轉染人類阻力動脈。 ⁸ ^、 ¹³簡言之，將自脂肪組織解剖之阻力動脈懸浮於培養物肌動描記器腔室(204 CM，DMT，Ann Arbor)中。將血管之一個端縫合至微器官腔室內之玻璃移液管上。在將小動脈之第二端縫合至玻璃移液管之前，將Fis1 siRNA、Drp1 siRNA (20 nM於optiMEM中，使用脂染胺RNAiMax, Invitrogen)或對照錯義siRNA (20 nM)平緩地注射至血管內腔中。接著將血管之鬆散端系在另一玻璃移液管上，且將血管懸浮於腔室中並置放於浸泡於37℃之生理學緩衝液中的肌動描記器台上且加壓至60 mmHg。在4至6小時培育後，在24小時內以較低剪切速率(＜5 dyn/cm ²)自內腔緩慢洗滌出siRNA。

量測內皮依賴性血管活性 ：將來自健康個體之經轉染阻力動脈暴露於正常葡萄糖條件(NG，葡萄糖含量5 mM)、2小時低葡萄糖(LG，葡萄糖含量2.5 mM)或6小時高葡萄糖(HG，葡萄糖含量33 mM)。來自患有T2DM之患者的血管中的所有研究係在5 mM葡萄糖下執行。使用內皮素-1 (Sigma Aldrich, USA)使血管預收縮大約50%之靜止直徑。接著以10 ^-10至10 ^-5M之連續增加的劑量使收縮的小動脈暴露於乙醯膽鹼(Ach)，且使用數位測徑器及視訊顯微鏡量測血管直徑之變化。在10 ^-5M劑量後，使血管暴露於200 µM罌粟鹼(papaverine)以測試平滑肌反應性。在30分鐘清除期後，使相同小動脈再收縮且與L-NG-硝基精胺酸甲酯(L-NAME，100 µM) (一氧化氮合成酶之直接抑制劑)一起培育30分鐘，且隨後再量測血管擴張，隨後暴露於Ach 10 ^-10至10 ^-5M。

量測一氧化氮 (NO) 生物可用性 ： 培養物中之細胞 ：為量測HMEC-1細胞及小動脈中之一氧化氮(NO)生物可用性，使用螢光NO標記物4,5-二胺基螢光素二乙酸酯(來自Cayman Chemical之DAF2-DA)。在黑暗房間中，將細胞與或不與100 µM L-NAME一起培育2小時，隨後在37℃下與DAF2-DA (5 µM)一起培育15分鐘。使用SPECTRAFluor Plus盤讀取器(Tecan, Morrisville, NC)分別使用485 nm及535 nm之激發及發射波長來量測螢光強度。

人類阻力動脈 ：自健康個體子集獲得兩條血管且將各血管切為兩半以允許四個實驗條件，該等實驗條件包括在及不在伴隨暴露於L-NAME持續30分鐘之情況下用Fis1 siRNA或Drp1 siRNA轉染，以及在及不在伴隨暴露於L-NAME之情況下在室溫下用錯義siRNA對照轉染。隨後將Ach 10 ^-5M及DAF2-DA (5 µM最終濃度)添加至各血管且在37℃下培育30分鐘。接著將小動脈用PBS緩衝液洗滌，安裝於載片上，且藉由螢光顯微鏡成像。未處理及未染色小動脈用作螢光背景干擾之對照。使用相同增益設置(gain setting)量測處理及對照血管，且使用Meta Morph 7.8軟體(Universal imaging, West Chester, PA)分析結果。

量測內皮層完整性 ：以40,000個細胞/孔接種人類微血管內皮(HMEC-1)細胞且使其在金電極陣列盤(8W10E+, Applied Biophysics Inc.)上生長直至50%匯合。用Fis-1 siRNA (20 nM)或錯義siRNA (20 nM)預轉染細胞。在實驗當天，使經轉染細胞暴露於不同葡萄糖條件：高葡萄糖(33 mM)持續6小時、正常葡萄糖(5 mM)持續2小時及低葡萄糖(2.5 mM)持續2小時。在64,000 Hz下以小於10 nF電容檢查單層之完整性。接著使細胞經受電細胞受質阻抗感測(ECIS)功能分析，且使用ECIS ZTheta儀器(Applied BiophysicsInc., Troy, NY)即時量測單層經上皮電阻(TEER)。在以下頻率內以4,000 Hz為標準量測電阻：125 Hz、250 Hz、500 Hz、1,000 Hz、2,000 Hz、4,000 Hz、8,000 Hz、16,000 Hz、32,000 Hz及64,000 Hz。

粒線體生物能量量測 ：XFe96分析器(Seahorse Biosciences, North Billerica, MA, USA)用於藉由量測氧消耗速率(OCR)及胞外酸化速率(ECAR)來量測粒線體生物能量。將HMEC-1細胞接種(20,000個細胞/孔)至96孔Seahorse微盤上4至6小時。在處理之前，使細胞黏附於盤上。用siRNA靶向Fis1及siRNA錯義對照預轉染細胞。抽取培養基且用高葡萄糖持續6小時或正常葡萄糖或低葡萄糖持續2小時置換。移除高葡萄糖、正常葡萄糖或低葡萄糖培養基且用補充有600 μL葡萄糖45%、1.5 mL L-麩醯胺酸(200 mM)及1.5 mL丙酮酸鈉(100 mM)之XF基本培養基最小達爾伯克氏改良伊格爾氏培養基(Dulbecco's modified Eagle's medium，DMEM，pH 7.40)置換，其中最終葡萄糖濃度與初始培養基濃度相同。接著在37℃下在無CO ₂培育箱中將細胞培育1小時以進行溫度及pH校準。在粒線體應激測試期間，以25 μL之增量依序注射以下藥物：寡黴素A (2.5 μM最終孔濃度)、FCCP (羰基氰化物4-(三氟甲氧基)苯腙，1 μM最終孔濃度)及魚藤酮與抗黴素A (各自1 μM最終孔濃度)。在糖分解應激測試期間，以25 μL之增量依序注射以下物質：葡萄糖(10 mM最終孔濃度)、寡黴素A (2.5 μM最終孔濃度)及2-去氧葡萄糖(50 mM最終孔濃度)。

在此等量測後，將細胞用4%多聚甲醛固定15分鐘且用1:500之1.5 μg/mL的DAPI (4',6-二甲脒基-2-苯基吲哚)染色24小時。在Cytation5細胞成像多模式讀取器(BioTek, Vermont, USA)上使用自動化細胞計算獲得細胞計數，其中OCR及ECAR量測值接著標準化為細胞數目。

量測粒線體蛋白 ：使HMEC-1細胞以0.3×10 ⁶個細胞/孔在六孔盤上生長且用siFis1及siRNA轉染。在轉染4至6小時之後，將培養基改為正常細胞培養基且培育整夜。將細胞用HG (33 mM)處理6小時或用NG (5 mM)或LG (2.5 mM)處理2小時。接著將盤用細胞洗滌緩衝液洗滌2次且取50 µl RIPA溶解緩衝液(ProteinSimple, San Jose, CA)添加至各孔中。在冰上平緩刮擦細胞且將其轉移至有標記的試管中。將溶胞物以10,000 rpm離心10分鐘且在液氮中速凍並在-80℃下保持整夜。將細胞集結粒及上清液解凍，簡單渦轉，且以10,000 rpm離心10分鐘。將上清液轉移至有標記的試管中，藉由布拉德福分析(Bradford assay)定量蛋白質濃度，且藉由基於自動化毛細電泳法之免疫偵測，經由WES (ProteinSimple)來評估蛋白質表現。用12-230 kDa WES分離模組及25個毛細管盒來分析且偵測蛋白質。將溶解物以4:1樣本與螢光反應混合物比率稀釋於0.1×樣本緩衝液中，接著在95℃下變性5 min。進行免疫偵測時，將阻斷緩衝液、一級抗體、二級抗體、化學發光受質、樣本、生物素基化分子大小標記物及洗滌緩衝液加載於所供應微盤上之指定孔中。將盤以1000× g離心5 min，接著加載至WES中。蛋白質偵測係採用預設分離參數。Compass for SW軟體(版本3.1.7, ProteinSimple)分析資料且整合特異性抗體波峰。在樣本中，蛋白質表現係相對於總蛋白進行標準化。在附加WES分析中用基於生物素之蛋白質標記分析總蛋白質。亦使用Compass for SW軟體分析總蛋白質作為抗體峰之積分。採用盤之間的對照殘留樣本來校正盤與盤之間訊息強度變異性。取樣本相對於總蛋白質之抗體峰積分之平均商數。

NMR 滴定實驗 ：為測定Fis1之肽結合親和力，類似於如所描述之化學片段滴定法來執行NMR滴定實驗{Egner, 2018 #10126}。首先，將肽再懸浮於Fis1透析液緩衝液(100 mM HEPES pH 7.4，200 mM NaCl，1 mM DTT，0.02% v/v疊氮化鈉)中達至6 mM之最終濃度。接著，製備220 µL之50 µM ¹⁵N-hFis1及漸增量之肽(0、25、50、150、400、800、1600及2000 µM)，且將其加載至3 mm NMR管中。對於各樣本，在25℃之裝配有三重共振z軸梯度低溫探針及SampleJet自動進樣器之Bruker Advance II 600 MHz光譜儀上收集 ¹H、 ¹⁵N HSQC光譜，此允許對各樣本進行自動調諧、勻場及資料收集。 ¹H、 ¹⁵N HSQC實驗由在 ¹H及 ¹⁵N維度中分別具有1024及300個複合點之8次掃描組成。用自動化python腳本使用NMRPipe處理光譜且使用TitrView及CARA軟體量測化學位移。{Delaglio, 1995 #10127}{Masse, 2005 #10128}藉由對滴定系列內之各光譜進行TREND分析來測定肽結合親和力。{Xu, 2016 #10129}{Xu, 2017 #10131} TREND藉由執行主分量分析來揭露資料之變化，其中將各濃度點處理為唯一資料點；此處，輸入為具有增加量之肽的各 ¹H、 ¹⁵N光譜。在執行主分量分析之後，將主分量1 (PC1)值標準化為最高PC1值，從而產生0至1之範圍。接著，針對肽濃度繪製標準化PC1值且將其擬合至配位體耗乏函數，其中蛋白質濃度保持恆定(方程式1)

方程式1：

，其中∆=經調節化學位移變化， _max=最大化學位移擾動， K _d =結合解離常數， p=[蛋白質]，且 l=[配位體]。

使用XEASY軟體及Adobe Illustrator生成光譜重疊。

合成 pep213 ：肽pep213 (SHKHDPLPYPHFLL，SEQ ID NO: 1)及TAT-p213 (YGRKKRRQRRRGSGSGSSHKHDPLPYPHFLL，SEQ ID NO: 3)全部購自Genscript (Piscataway, NJ)，其中N末端乙醯化及C末端醯胺化以及HPLC純度＞95%。TAT-p213融合肽包括在TAT細胞滲透序列(YGRKKRRQRRR，SEQ ID NO: 2)與pep213之間的GSGSGS (SEQ ID NO: 4)連接子。

固有色胺酸螢光 ：在PTI Model #814螢光計上使用295 nm之λ _ex及300至400 nm之λ _em在分別具有10 mm路徑長度及4/6 nm激發/發射狹縫寬度之Starna Cells 3-Q-10石英螢光計矩形細胞內收集色胺酸螢光資料。將濃縮的肽(pep213)儲備液再懸浮於最終hFis1透析液緩衝液中且製備具有以下點之濃度系列：0、1、3、7、10、30、70、100、300、700及1000 µM肽。對於各滴定點，在不包括Fis1之樣本上收集色胺酸發射光譜，且接著將5 µL之400 µM hFis1添加至樣本中達10 µM hFis1之最終濃度且再收集色胺酸發射光譜。為考慮來自肽之緩衝液及酪胺酸螢光背景，藉由自缺少Fis1之光譜減去背景螢光強度來生成差異發射光譜。根據方程式3來計算各肽濃度下之平均發射波長且將其繪製為肽濃度之自然對數之函數，其擬合至波茲曼反曲模型(Boltzmann sigmoidal model) (方程式4)。{Royer, 1993 #10132}

方程式3：

，其中

λ

=平均發射波長， I _n=在波長λ _n下發射之螢光強度，且根據310至370 nm之λ _n計算總和。

方程式4：

，其中λ=平均發射波長， A=過度前階段， B=過度後階段， K _D =平衡解離常數， p=肽濃度之自然對數，且 c=過渡階段之斜率。

pep213 對 內皮細胞 NO 生物可用性及內皮依賴性血管擴張之影響 ：針對此等研究隨機選擇來自患有及未患有T2DM之個體子集的血管。將來自健康個體之血管用HG (33 mM)預處理六小時且隨後暴露於附接至TAT序列之1或10 µM的pep213以促進細胞吸收。將來自T2DM個體之血管在NG條件(5 mM)下培育且暴露於1或10 µM之pep213-TAT。如先前所描述來評定在增加劑量之乙醯膽鹼下的內皮依賴性血管擴張、對罌粟鹼之平滑肌反應性及使用L-NAME對乙醯膽鹼之血管擴張反應的eNOS-依賴性。 ² ^、 ⁴ ^、 ⁸ ^、 ¹³ ^、 ¹⁵

統計分析 ：用GraphPad Prism V7.03 (Windows之GraphPad Prism版本8.0.0, GraphPad軟體, San Diego, California, USA)或SigmaPlot版本12.5 (Systat軟體, San Jose, California, USA)執行統計分析。將P＜0.05視為統計學上顯著的。除非另外陳述，否則將資料呈現為平均值±SE。藉由雙向ANOVA與事後測試來分析所有功能性血管資料，以測定組(鄧尼特氏多重比較測試(Dunnett's multiple comparison test))之間的差異及劑量-反應(杜凱氏多重比較測試)。亦藉由雙向ANOVA，隨後事後測試(杜凱氏多重比較測試)來分析TEER分析資料及生物能量資料，以測定HG、LG及NG處理之間的差異。藉由單向ANOVA，隨後杜凱氏多重比較來分析人類血管中之DAF2-DA螢光強度、HMEC-1細胞中之Fis1基因敲落效率及藉由西方墨點進行之粒線體蛋白量之量測，以評定組之間的差異。藉由雙向ANOVA，隨後事後測試(杜凱氏多重比較測試)來分析用siFis1及錯義siRNA轉染之HMEC-1細胞中的DAF2-DA螢光強度。使用成對司徒登氏t測試(Students t-test)來分析用A23187刺激之HMEC-1細胞中的NO產生及P-eNOS與β-肌動蛋白之相對比率。

詳述結果 ：研究個體特性：募集總共67位個體(14 T2DM，53位健康對照)。參與此項目研究的個體之特性之完整描述呈現於表 1中。吾等之健康個體比患有T2DM之個體顯著更年輕(39±15相比於55±12歲，P=0.0002)。吾等之健康對照個體組具有顯著更低的身體質量指數、腰圍、收縮血壓、空腹葡萄糖及醣基化血紅蛋白。健康個體亦具有更高的HDL膽固醇含量。健康個體中無一者正在服用慢性心血管代謝藥物。

吾等另外將涉及人類血管之各研究的個體特性呈現於 補充表 1(其血管經Fis1 siRNA或錯義對照轉染之個體及所測試之內皮依賴性血管擴張)、 補充表 2(其血管經Fis1 siRNA或錯義對照轉染之個體及所測試之NO生物可用性)、 補充表 3(其血管經Drp1 siRNA或錯義對照轉染之個體及所測試之內皮依賴性血管擴張)、 補充表 4(其血管經Fis1 siRNA或錯義對照轉染之個體及所測試之NO生物可用性)及 補充表 5(其血管暴露於pep213之個體及所測試之血管活性)中。

抑制 Fis1 或 Drp1 對 人類血管中之內皮依賴性血管擴張及 NO 生物可用性的影響 ：使用吾等之方案，吾等量測在T2DM患者所經歷之濃度下與葡萄糖一起培育的健康人類阻力血管中之血管擴張( 圖 1A 至圖 1B )。與吾等之早期發現一致，高葡萄糖(33 mM)及低葡萄糖(2.5 mM)減弱了對乙醯膽鹼之內皮依賴性血管擴張反應，此似乎主要與基於L-NAME抑制之eNOS活性相關。為探究粒線體分裂蛋白Fis1是否有可能涉及此損害，吾等用Fis1 siRNA轉染健康血管，此引起Fis1 mRNA之大約30%降低 ( 圖 9)。在此等健康人類阻力血管中，Fis1 siRNA之轉染防止HG及LG誘導的內皮依賴性血管擴張之損害 ( 圖 1A 至圖 1 B)。在兩種情況下，投與L-NAME完全阻斷此保護作用，從而表明Fis1 siRNA相關之改善為eNOS依賴性的。

與此解譯一致，Fis1 siRNA轉染亦顯著增加來自暴露於HG之健康個體的血管中之NO敏感性染料DAF2-DA之螢光[ 圖 2A；對於Fis1 siRNA與所有其他暴露(錯義對照、錯義對照+LNAME及Fis1 siRNA+L-NAME)，n=9，P=0.04]及LG ( 圖 2B，對於Fis1 siRNA與所有其他暴露，n=8，P=0.01)。在兩種情況下，L-NAME完全消除DAF2-DA螢光之增加。此等資料支持Fis1沉默可在T2DM患者所經歷之應激條件下以NO依賴性方式改善血管擴張的概念。吾等隨後詢問Fis1 siRNA治療是否可改善來自T2DM患者之阻力血管中的血管擴張活性。用Fis1 siRNA處理逆轉了受損內皮依賴性血管擴張( 圖 3；n=6，總體P=0.002)。與來自健康個體之血管一樣，完全藉由L-NAME減弱Fis1 siRNA轉染對來自糖尿病個體之血管的有利作用。在此等研究中之任一者中，Fis1 siRNA轉染不影響罌粟鹼對血管擴張之作用(資料未展示)。吾等對來自健康及糖尿病個體之血管中的Drp1之基因沉默具有類似發現( 圖 10 至圖 12)，此與過量粒線體分裂在損害糖尿病內皮中之NO依賴性血管擴張中起重要作用一致。

Fis1 轉染對 Fis1 表現、 NO 產生、 eNOS 活化及與分裂、融合及自噬相關之粒線體蛋白表現的影響 ：用Fis1 siRNA轉染之HMEC-1細胞展示Fis1表現之顯著70%降低( 圖 13)。確認HMEC-1對增加eNOS活化及NO生物可用性之刺激物的反應性，鈣離子載體A23187驅動Ser1177活化位點處之eNOS磷酸化及未經轉染HMEC-1細胞中之DAF2-DA螢光強度兩者的顯著增加( 圖 14A ，N=6，P=0.03； 14B ，N=4，P=0.02)。與錯義對照siRNA轉染之轉染相比，Fis1 siRNA轉染亦顯著增加來自用A23187刺激之HMEC-1細胞的DAF2-DA訊息( 圖 15，N=7，P＜0.0001)。對Fis1表現進行基因敲落不會顯著改變參與粒線體分裂、融合及自噬的粒線體蛋白之表現，該等粒線體蛋白包括細胞色素c、MFN1、MFN2、Drp1、GABARAP、MFF、POLG、NDUF88、P62、OPA1或AMP激酶( 圖 16)。對此等蛋白質之表現的缺乏影響在HG、LG及NG培育條件下係顯而易見的。高葡萄糖及低葡萄糖確實影響此等蛋白質中之一些之表現，但Fis1基因敲落在給定葡萄糖暴露內不具有影響。

Fis1 基因敲落及內皮細胞層完整性之影響 ：在HG及NG條件下Fis1抑制對內皮細胞層完整性之影響報導於圖 4A中。在NG條件下，對Fis1表現之基因敲落適當地但在統計學上顯著地降低內皮細胞層電阻(P＜0.05)。在HG條件下，內皮細胞層電阻顯著低於在進行或不進行Fis1基因敲落之情況下在NG條件下的電阻(P＜0.001)。Fis1基因敲落顯著增加在HG條件下之電阻(P＜0.0001)，但保持低於在NG條件下量測之電阻。對於LG存在類似發現( 圖 4B)。

Fis1 基因敲落對氧消耗及糖分解之影響：無論葡萄糖暴露(NG、HG及LG；對於所有量測，n=5，圖 5)如何，Fis1之基因敲落對胞外酸化速率或氧消耗不具有影響，從而表明Fis1之抑制不會顯著影響粒線體生物能量。

測定 pep213 對 Fis1 之親和力 ：先前工作藉由針對截斷型式之蛋白質的噬菌體展示篩鑑別出若干潛在Fis1結合肽。 ¹⁷吾等測試此等肽子集與Fis1之結合且發現較弱親和力(高µM)。根據此等資料，吾等設計出新穎肽pep213 (SEQ ID NO: 1)，吾等推論該新穎肽可對Fis1具有更高親和力且阻斷其活性。為對此進行評估，吾等將增加量之肽滴定至統一地標記有穩定同位素 ¹⁵N的Fis1之NMR樣本中。所得 ¹H- ¹⁵N HSQC光譜之重疊展示在添加pep213後的許多訊息變化，從而指示結合( 圖 6A)。所得資料可全域擬合至單一位點結合模型且得到表觀 K _D =7±2 µM ( 圖 6B)。藉由色胺酸螢光實驗確認此親和力，其中將在添加pep213後色胺酸發射光譜之變化擬合至結合等勢線以得到類似表觀 K _D =3.3±0.1 µM ( 圖 6C)。由與pep213相同的胺基酸組合物組成但呈隨機次序的另一肽(pep213-錯義)在添加至2 mM之 ¹⁵N-Fis1後不展示化學位移擾動，從而指示Fis1-pep213相互作用為特異性的( 圖 6D )。

pep213 對人類 阻力血管中之內皮依賴性血管擴張的影響 ：暴露於附接至TAT肽之 pep213以促進細胞吸收引起來自暴露於高葡萄糖之健康個體的血管( 圖 7A，N=6，總體P＜0.0001)及來自T2DM個體之血管( 圖 7B，N=4，總體P＜0.05)的內皮依賴性血管擴張的顯著改善。在兩種情況下，用L-NAME處理消除了使用pep213-TAT所見之改善。雖然pep213-TAT逆轉了高葡萄糖誘導的來自患有T2DM之個體的血管中之內皮依賴性血管擴張及受損內皮依賴性血管擴張之損害，但在隨機序列中使用相同胺基酸之錯義肽對任一血管集合不具有影響( 圖 8N=5，總體P＜0.001)。在此等研究中之任一者中的罌粟鹼反應(資料未展示)中未發現差異，從而表明pep213-TAT不影響平滑肌反應性。另外，暴露於pep213-TAT持續一個小時之人類微血管內皮細胞展示DAF2-DA螢光之顯著增加( 圖 17，N=3，P=0.04)。

論述：此等研究揭露若干新穎發現。首先，Fis1之分子抑制阻斷高葡萄糖及低葡萄糖暴露對人類微血管內皮細胞產生NO、以內皮依賴性方式進行血管擴張及維持內皮細胞層障壁功能之能力的不利影響。另外，Fis1表現之分子抑制逆轉來自T2DM患者之人類血管中的內皮依賴性血管擴張之損害。此等有利作用在不改變內皮細胞代謝或參與粒線體融合、分裂或自噬之其他蛋白質之表現的情況下發生。另外，使用吾等對Fis1上之關鍵結合位點之結構的知識，吾等設計出在此位點處對Fis1具有低微莫耳結合親和力的肽pep213，且使用兩種獨立方法驗證其結合。最後，吾等展示pep213具有生物活性，增加人類微血管內皮細胞中之NO生物可用性，且以一氧化氮合成酶依賴性方式逆轉高葡萄糖誘導的及2型糖尿病相關的人類阻力動脈中之內皮依賴性血管擴張之損害。此等發現表明，在急性及慢性異常葡萄糖含量情況下，過量Fis1表現及活性在內皮功能之損害中的關鍵機制作用。另外，此等資料支持靶向Fis1之藥理學療法保持改善患有2型糖尿病之患者中的血管健康之前景的概念。

存在強有力的原理來探究靶向涉及調節粒線體動力學之粒線體蛋白是否將對患有2型糖尿病之患者或暴露於高葡萄糖濃度之患者中的人類血管內皮功能產生有利作用。恰當平衡之粒線體網絡動力學對於維持正常粒線體功能至關重要。正常粒線體動力學允許粒線體移動至代謝需求增加之區域，修復受損的粒線體，維持正常粒線體能量，限制反應性含氧物種產生且分離不可逆受損的自噬粒線體組分。 ^18-22急性及慢性暴露於過量營養物(諸如升高的葡萄糖或游離脂肪酸)刺激粒線體網絡在包括人類內皮細胞之多種細胞類型中經歷分裂，從而引起過量粒線體ROS產生。 ¹ ^、 ^22-24所培養內皮細胞中之開創性工作顯示，高葡萄糖驅動過量粒線體ROS產生，此引起經由細胞傳訊及表觀基因體路徑對內皮細胞功能之急性及慢性損害兩者。 ³ ^、 ²⁵吾等先前亦已證實，降低來自患有2型糖尿病之患者的阻力動脈中之粒線體超氧化物含量逆轉了人類小阻力血管中之受損內皮依賴性血管擴張。 ²

此等資料表明，靶向粒線體動力學蛋白以減少過量粒線體分裂可有益於急性或慢性暴露於異常葡萄糖含量之血管中的血管健康。雖然存在參與粒線體融合及分裂過程之多種蛋白質，但位於外粒線體膜且Drp1對接蛋白上的Fis1已經反覆展示在糖尿病、急性高葡萄糖暴露或急性暴露於過量游離脂肪酸之情況下在多種細胞類型中過表現。 ¹ ^、 ^26-29雖然Fis1不為所有分裂所必需的， ³⁰但Fis1-Drp1介導的分裂似乎在諸如低氧及過量葡萄糖暴露之細胞應激的條件下較佳。 ^9-12人類血管中之先前工作顯示Fis1在來自患有2型糖尿病之個體的內皮細胞中過表現。 ¹另外，高葡萄糖暴露導致Fis1在所培養人類主動脈內皮細胞中過表現，且暴露於高葡萄糖之人類主動脈內皮細胞中的Fis1或Drp1表現之分子沉默引起eNOS在其Ser1177活化位點處之磷酸化增加。 ¹另外，吾等先前已展示，臨床相關含量之低葡萄糖暴露引起人類內皮細胞中之粒線體分裂及可藉由抑制粒線體分裂蛋白活性逆轉之過量mtROS產生。 ⁸吾等之新資料藉由展示以下而顯著擴展先前工作之轉化影響：Fis1之分子抑制逆轉完整人類阻力動脈中之受損內皮依賴性血管擴張，增加此等血管中之一氧化氮生物可用性，且在異常葡萄糖含量之情況下保護內皮細胞層完整性。另外，吾等確定靶向Fis1不影響內皮細胞粒線體代謝或與動力學或自噬有關之其他粒線體蛋白之表現，當考慮靶向Fis1作為治療劑之潛在脫靶效應時，觀測結果令人放心。

吾等發現經設計以在關鍵相互作用表面處結合Fis1之pep213增加所培養內皮細胞中之NO生物可用性且逆轉2型糖尿病及高葡萄糖兩者誘導的內皮依賴性血管擴張之損害。連同吾等之分子資料一起，吾等使用新穎pep213肽之資料支持Fis1之直接藥理學抑制對糖尿病血管具有有利作用的概念。有趣地，2型糖尿病治療中所給出之若干藥物(其中兩者降低T2DM中之心臟血管風險)亦藉由降低Fis1及/或Drp1表現來抑制粒線體分裂作為「脫靶」效應。T2DM之大鼠模型(OLEFT)中使用的依帕列淨(Empagliflozin)及對T2DM患者中之心臟血管風險、死亡率及微血管腎臟疾病具有有利作用SGLT2抑制劑 ³¹ ^， ³²降低模型中之Fis1過表現，減少粒線體分裂，且上調心肌細胞中之粒線體超氧化物歧化酶SOD2。 ³³二甲雙胍(一種具有有利心臟血管作用之T2DM葡萄糖對照之長時間一線藥劑)藉由抑制Drp1介導的分裂來減少ApoE基因剔除小鼠中之動脈粥樣硬化形成。 ³⁴來自已知增加NO產生之一類藥物的二肽基肽酶4抑制劑維格列汀(vildagliptin)降低Fis1及Drp1之表現，減少自胞溶質之Drp1易位，減少粒線體分裂及ROS產生，同時增加糖尿病小鼠之主動脈內皮中的NO產生。 ³⁵在吾等之資料的框架內解譯，此等常見的抗糖尿病藥物可在T2DM中部分基於對Fis1及Drp1之表現及/或相互作用的脫靶效應而具有改善性血管影響。此等改善係歸因於血糖控制改善抑或對Fis1或Drp1相互作用之直接抑制值得未來研究。

吾等之研究具有一些限制。首先，歸因於支持此軸作為在高血糖症及其他病理學刺激之情況下最相關的先前資料及支持Fis1在糖尿病內皮中之病理生理學作用的吾等之先前工作，吾等主要聚焦於調節T2DM之血管效應的Fis1-Drp1軸及異常葡萄糖暴露。 ¹ ^、 ^9-12阻斷Fis1是否損害與Drp1或與其他粒線體對接蛋白(Mff，MiD49/51)之相互作用係未知的且值得未來研究。吾等亦未聚焦於粒線體融合蛋白(例如，OPA1、Mfn1、Mfn2)。新興的資料表明，在患有T2DM之患者的組織中下調之Mfn2表現及Fis1亦可藉由抑制融合蛋白之GTP酶活性來驅動分裂，此可進一步降低NO生物可用性。 ¹ ^、 ^36-38融合路徑在人類血管內皮功能之調節中的作用及其與Fis1之潛在相互作用亦值得額外研究。吾等未對吾等之實驗執行滲透控制。然而，在吾等之先前工作中，吾等已藉由類似的完整血管及內皮細胞實驗對血管功能之粒線體調節進行此等控制且從未展示影響吾等之結果的滲透差異。 ⁴ ^、 ⁸與此等限制平衡的係吾等之發現在來自人類之高度疾病相關組織中的新穎性，以及研發新穎的干預以減弱及逆轉糖尿病對靶向粒線體分裂機制之人類血管之不利影響。

補充結果：與損害糖尿病內皮中之NO依賴性血管擴張中的過量粒線體分裂一致，吾等先前報導了在粒線體分裂機械酶Drp1之基因沉默時之類似發現。 ₈在彼等研究中，Drp1之siRNA顯著降低人類小動脈中之Drp1表現且防止LG誘導的來自健康人類之阻力動脈中的內皮依賴性血管擴張之損害。 ⁸在當前研究中，吾等發現Drp1之基因沉默亦防止HG誘導的內皮依賴性血管擴張之損害(圖10，N=6，總體P＜0.0001，相比於所有其他暴露)，此損害完全藉由L-NAME而非罌粟鹼消除(資料未展示)。另外，DAF2-DA螢光亦在來自暴露於HG (圖11A；n=9，總體P=0.02，對於Drp1 siRNA與錯義對照、錯義對照+LNAME及Drp1 siRNA+L-NAME，P＜0.05)及LG (圖11B，n=5，總體P=0.003，對於Fis1 siRNA與所有其他暴露，P＜0.04)之健康個體的血管中顯著增加。L-NAME在兩種情況下完全消除DAF2-DA螢光之增加。另外，用Drp1 siRNA轉染展示朝向改善來自患有2型糖尿病之人類的血管中之內皮依賴性血管擴張的趨勢(圖12)。

結論：此處呈現之工作顯示Fis1在調節來自患有T2DM之個體的完整阻力血管中之血管內皮功能中及在急性異常葡萄糖含量之情況中的關鍵作用。吾等使用分子技術以及經特別設計以阻斷Fis1之關鍵結合表面的新穎肽pep213兩者，以顯示此相互作用對來自T2DM患者之血管中的血管功能的重要性。吾等另外展示，減少Fis1含量不影響其他重要粒線體蛋白之含量或粒線體氧消耗，同時改善內皮功能。連同先前工作一起，此等資料進一步支持藥理學靶向Fis1以減少T2DM中之血管併發症的工作。

實例 2本發明人進一步顯示，Fis1在來自健康人類之阻力小動脈中的過表現(用用於人類Fis1之內皮特異性過表現的質體轉染，培育期為48小時)以eNOS依賴性方式引起受損的內皮依賴性血管擴張(如在使用eNOS抑制劑L-NAME之情況下藉由乙醯膽鹼誘導的內皮依賴性血管擴張損失所測定)。N=5，總體P＜0.001。在所指示乙醯膽鹼劑量下，*P＜0.05，如圖18中所顯示。此外，本發明之肽(例如，Pep213)可逆轉阻力小動脈中之受損內皮依賴性血管擴張。暴露於附接至tat序列之pep213一個小時以改善細胞穿透率(1 μM pep213-tat)逆轉了來自在內皮中過表現Fis1之健康人類之阻力小動脈中的受損內皮依賴性血管擴張(人類Fis1之過表現使用慢病毒載體來實現，以用用於人類Fis1之內皮特異性過表現的質體轉染血管)。以隨機次序使用與pep213相同的胺基酸之1 μM錯義肽對乙醯膽鹼的內皮依賴性血管擴張不具有影響。Pep213-tat誘導以eNOS依賴性方式改善內皮依賴性血管擴張(如在使用eNOS抑制劑L-NAME情況下藉由乙醯膽鹼誘導的內皮依賴性血管擴張損失所測定)。N=5，總體P＜0.001。在所指示乙醯膽鹼劑量下，*P＜0.05。

此外，執行重組人類Fis1與Pep213之共結晶。接著將肽再懸浮於Fis1緩衝液中。在快速轉移至抗凍劑溶液中，隨後置於液氮中之後，藉由使用懸滴蒸氣擴散及快速冷凍使晶體生長。在具有MD2-S微繞射儀及Rayonix MX300偵測器之高級光子源(Advanced Photon Source) (Argonne, IL) LS-CAT光束線21-ID-F下遠程收集多個資料集。以0.5°增量以260 mm之偵測器距離收集總共180°之資料。使用XDS處理所有資料。用Phenix Phaser-MR，隨後為使用Phenix AutoBuild進行之自動建構步驟執行分子置換。使用Phenix.Refine及WinCoot執行精細化。最終結構解析度為1.85 Å。共複合結構(A)清楚地展示pep213經由多種結合相互作用與Fis1接合，該等結合相互作用包括鹽橋形成、氫鍵結及凡得瓦爾相互作用。

藉由用表2中所展示之丙胺酸依序置換14種胺基酸中之每一者來測定對Fis1結合至關重要的Pep213之胺基酸。微尺度熱泳用於確定Fis1-pep213相互作用之關鍵pep213殘基。pep213中之各殘基依序經丙胺酸置換，總共14種肽。接著將肽再懸浮於Fis1緩衝液中。在25℃下使用NanoTemper Monolith NT.115儀器執行微尺度熱泳實驗，其中各肽針對固定濃度的螢光標記之Fis1進行16點稀釋系列(1:1稀釋)。使用Nanotemper MO.Affinity分析軟體執行資料分析以測定 K _D 值。結合親和力值用於測定反應之ΔG° (

)，其接著用於計算ΔΔG°值(ΔG° _pep213-ΔG° _variant)。肽之各末端上的殘基子集並不顯著促進結合，如由較低ΔΔG°值所指示(B)。表 2 ：序列及突變分析之 Pep213 肽

序列ID/名稱	序列	註解
Pep213 (SEQ ID NO:1)	SHKHDPLPYPHFLL	Fis1抑制肽(pep213)
TAT (SEQ ID NO:2)	YGRKKRRQRRR	細胞穿透肽
與TAT融合之Pep213 (SEQ ID NO: 3)	YGRKKRRQRRR GSGSGSSHKHDPLPYPHFLL	Pep213-連接子-TAT
連接子(SEQ ID NO: 4)	GSGSGS
Fis1之siRNA (SEQ ID NO: 5)	rGrGrUrGrCrGrGrArGrCrArArGrUrArCrArArUrGrArUrGAC
Fis1之siRNA (SEQ ID NO: 6)	rArCrUrArCrCrGrGrCrUrCrArArGrGrArArUrArCrGrArGAA
Fis1之siRNA (SEQ ID NO: 7)	rArCrArGrUrArGrArCrUrGrUrArGrUrGrUrGrArGrGrCrUCG
Drp1之siRNA (SEQ ID NO: 8	rArGrArGrUrGrUrArArCrUrGrArUrUrCrArArUrCrCrGrUGA
Drp1之sirRNA (SEQ ID NO: 9)	rArGrGrArUrArUrUrGrArGrCrUrUrCrArArArUrCrArGrAGA
Drp1之siRNA (SEQ ID NO: 10	rCrCrCrUrUrArArArCrUrGrArGrUrCrArArGrArUrCrUrGAA
SEQ ID NO: 11至15 (連接子)	SGSG, GSGS, SSSS, GGGS, GGAAY
突變型Pep213 (SEQ ID NO: 16)	AHKHDPLPYPHFLL	經A置換之位置1
突變型Pep213 (SEQ ID NO: 17)	SAKHDPLPYPHFLL	經A置換之位置2
突變型Pep213 (SEQ ID NO: 18)	SHAHDPLPYPHFLL	經A置換之位置3
突變型Pep213 (SEQ ID NO:19)	SHKADPLPYPHFLL	經A置換之位置4
突變型Pep213 (SEQ ID NO:20)	SHKHAPLPYPHFLL	經A置換之位置5
突變型Pep213 (SEQ ID NO:21)	SHKHDALPYPHFLL	經A置換之位置6
突變型Pep213 (SEQ ID NO:22)	SHKHDPAPYPHFLL	經A置換之位置7
突變型Pep213 (SEQ ID NO:23)	SHKHDPLAYPHFLL	經A置換之位置8
突變型Pep213 (SEQ ID NO:24)	SHKHDPLPAPHFLL	經A置換之位置9
突變型Pep213 (SEQ ID NO:25)	SHKHDPLPYAHFLL	經A置換之位置10
突變型Pep213 (SEQ ID NO:26)	SHKHDPLPYPAFLL	經A置換之位置11
突變型Pep213 (SEQ ID NO:27)	SHKHDPLPYPHALL	經A置換之位置12
突變型Pep213 (SEQ ID NO:28)	SHKHDPLPYPHFAL	經A置換之位置13
突變型Pep213 (SEQ ID NO:29)	SHKHDPLPYPHFLA	經A置換之位置14
突變型Pep213 (SEQ ID NO:30)	XXXXXXLPYPXFLX	基於圖20，X可為對應於SEQ ID NO: 1之任何胺基酸、A或殘基
Pep213-連接子-Tat (SEQ ID NO:31)	YGRKKRRQRRR XSHKHDPLPYPHFLL	其中X為具有4至8個胺基酸之胺基酸連接子，較佳為G及S
mPep213-連接子(Y)-TAT (SEQ ID NO:32)	YGRKKRRQRRR ZXXXXXXLPYPXFLX	X，各X可為A或來自SEQ ID NO: 1之胺基酸殘基，且Z為4至10個胺基酸連接子，較佳為G及S
核心Pep213 (SEQ ID NO: 33)	LPYPX	其中X為任何胺基酸、A或H。
核心Pep213-2 (SEQ ID NO: 34)	LPYPXF	其中X為任何胺基酸、A或H。
核心Pep213-3 (SEQ ID NO: 35)	LPYPHFL
核心Pep213-4 (SEQ ID NO:36)	LPYPHFLL
核心Pep213-5 (SEQ ID NO: 37)	XLPYPHFL	其中X為具有任何序列之1至30個胺基酸
核心Pep213-6 (SEQ ID NO: 38)	XLPYPHZ	其中X及Z為具有任何序列(例如，A或G)之0至30個胺基酸
核心Pep213-連接子-TAT (SEQ ID NO: 39)	X ₁LPYPHZ-X ₂-YGRKKRRQRRR	X ₁及Z為0至30個胺基酸肽(由任何胺基酸組成，例如A或G，等)。

補充表 1 ：阻力小動脈經歷Fis1 siRNA轉染且針對回應於乙醯膽鹼之血管擴張進行研究的16位個體的人口統計、臨床及藥物資訊以及活體內血管功能
	非糖尿病 (LG ； n=6)	非糖尿病 (HG ； n=5)	2 型 DM (n=6)	p 值
年齡	35±17	58±5	61 ±10	0.01
性別 (# 女性 )	3	3	0	0.12
吸菸狀況 (# 從不 )	1	1	3	0.03
高血壓病史	0	0	5	0.0002
高膽固醇病史	0	0	5
身體質量指數 (kg/m ²)	28±5	26±3	29±5	0.80
腰圍 (cm)	95±18	88±10	109±4	0.18
收縮血壓 (mmHg)	120±17	126±11	126±11	0.69
舒張血壓 (mmHg)	72±10	74±11	74±8	0.85
空腹葡萄糖 (mg/dL)	83±11	82±7	174±35	＜0.0001
血紅蛋白 A1C (%)	5.3±0.3	5.4±0.2	8.3+1.8	0.0009
肌酐 (mg/dL)	0.82±0.16	0.92±0.18	0.95±0.19	0.25
總膽固醇 ( mg/dL )	204±33	195±16	174±41	0.35
HDL 膽固醇	71 ±15	86±19	49±6	0.009
LDL 膽固醇 (mg/dL)	115±34	95±18	84±31	0.21
藥物 ( 治療 %)
二胍	0	0	83
磺醯脲	0	0	83
噻唑啶二酮	0	0	0
DPP4抑制劑	0	0	33
GLP-1促效劑	0	0	0
胰島素	0	0	0
HMG CoA還原酶抑制劑	0	0	100
ACE抑制劑	0	0	83
血管收縮素II受體阻斷劑	0	0	17
GLP1促效劑	0	0	17
SGLT2抑制劑	0	0	0

DM-糖尿病

補充表 2 ：阻力小動脈經歷Fis1 siRNA轉染且針對使用DAF2DA螢光對生物NO產生進行研究的17位個體的人口統計、臨床及藥物資訊以及活體內血管功能。
	非DM (LG；n=8)	非DM (HG；n=9)	P值
年齡	42±16	35±14	0.54
性別 (# 女性 )	5	8	0.35
吸菸狀況 (# 從不 )	3	2	0.38
高血壓病史	0	0	-
高膽固醇病史	0	0	-
身體質量指數 (kg/m ²)	23±3	23±6	0.89
腰圍 (cm)	85±11	82±17	0.78
收縮血壓 (mmHg)	125±9	111±12	0.02
舒張血壓 (mmHg)	68±5	68±12	0.82
空腹葡萄糖 (mg/dL)	85±3	89±9	0.50
血紅蛋白 A1C (%)	5±0.2	5.2±0.3	0.27
肌酐 (mg/dL)	0.8±0.1	0.74±0.11	0.12
總膽固醇 ( mg/dL )	197±31	171±22	0.14
HDL 膽固醇	70±16	63±23	0.81
LDL 膽固醇 (mg/dL)	109±23	89±22	0.12

DM-糖尿病

補充表 3 ：阻力小動脈經歷Drp1 siRNA轉染且針對回應於乙醯膽鹼之血管擴張進行研究的13位個體的人口統計、臨床及藥物資訊以及活體內血管功能。
	非糖尿病 (HG ； n=5)	2 型 DM (n=4)	p 值
年齡	33±11	46±15	0.43
性別 (# 女性 )	2	3	0.29
吸菸狀況 (# 從不 )	5	2	0.49
高血壓病史	0	3	0.01
高膽固醇病史	0	2	0.20
身體質量指數 (kg/m ²)	27±7	30±5	0.49
腰圍 (cm)	89±19	95±12	0.75
收縮血壓 (mmHg)	119±20	131±33	0.96
舒張血壓 (mmHg)	74±15	79±22	0.95
空腹葡萄糖 (mg/dL)	71 ±9	142±55	0.002
血紅蛋白 A1C (%)	5.2±0.5	8.4±1.0	＜0.0001
肌酐 (mg/dL)	0.89±0.23	0.82±0.22	0.40
總膽固醇 ( mg/dL )	179±18	163±16	0.09
HDL 膽固醇	74±27	56±3	0.39
LDL 膽固醇 (mg/dL)	87 ±13	90±19	0.40
藥物 ( 治療 %)
二胍	0	75
磺醯脲	0	25
噻唑啶二酮	0	0
DPP4抑制劑	0	0
GLP-1促效劑	0	0
胰島素	0	25
HMG CoA還原酶抑制劑	0	50
ACE抑制劑	0	25
血管收縮素II受體阻斷劑	0	0
SGLT2抑制劑	0	0

DM-糖尿病

補充表 4 ：阻力小動脈經歷Drp1 siRNA轉染且針對使用DAF2DA螢光對生物NO產生進行研究的16位個體的人口統計、臨床及藥物資訊以及活體內血管功能。
	非糖尿病 (LG ； n=5)	2 型 DM (HG ； n=9)	P 值
年齡	29±9	42±14	0.27
性別 (# 女性 )	3	6	0.37
吸菸狀況 (# 從不 )	3	2	0.36
高血壓病史	0	0	空
高膽固醇病史	0	0	空
身體質量指數 (kg/m ²)	25±6	29±6	0.26
腰圍 (cm)	86±16	94±15	0.70
收縮血壓 (mmHg)	116+10	126±12	0.61
舒張血壓 (mmHg)	71 ±11	71 ±10	0.91
空腹葡萄糖 (mg/dL)	82±13	87±9	0.45
血紅蛋白 A1C (%)	5.1 ±0.1	5.2±0.3	0.42
肌酐 (mg/dL)	0.81 ±0.15	0.86±0.21	0.53
總膽固醇 ( mg/dL )	170±35	178±27	0.72
HDL 膽固醇	67±10	61 ±12	0.74
LDL 膽固醇 (mg/dL)	86±29	97±20	0.76

DM-糖尿病

補充表 5 ：圖7中阻力小動脈暴露於pep213且針對回應於乙醯膽鹼之血管擴張進行研究的10位個體的人口統計、臨床及藥物資訊以及活體內血管功能
	非DM	T2DM	P
	(HG；n=6)	(n=4)	值
年齡	35+14	46+15	0.02
性別 (# 女性 )	1	2	0.29
吸菸狀況 (# 從不 )	5	1	0.49
高血壓病史	0	3	0.01
高膽固醇病史	0	3	0.20
身體質量指數 (kg/m ²)	27±7	30±5	0.007
腰圍 (cm)	89± 19	95+12	0.04
收縮血壓 (mmHg)	117±7	125+16	0.32
舒張血壓 (mmHg)	70±5	77±7	0.10
空腹葡萄糖 (mg/dL)	92±6	129±36	0.04

血紅蛋白 A1C (%)	5.0±0.3	8.0±2.4	0.01
肌酐 (mg/dL)	0.92±0.16	0.77±0.07	0.11
總膽固醇 ( mg/dL )	179±35	179±55	0.98
HDL 膽固醇	55±19	50±18	0.67
LDL 膽固醇 (mg/dL) 藥物 ( 療法中 %)	110±22	104±41	0.79
二胍	0	100
磺醯脲	0	50
噻唑啶二酮	0	0
GLP-1促效劑	0	25
DPP4抑制劑	0	0
胰島素	0	25
HMG CoA還原酶抑制劑	0	50
ACE抑制劑	0	25
血管收縮素II受體阻斷劑	0	25
SGLT2抑制劑	0	0

DM-糖尿病

補充表 6 ：圖8中阻力小動脈暴露於pep213-tat及錯義肽-tat且針對回應於乙醯膽鹼之血管擴張進行研究的9位個體的人口統計、臨床及藥物資訊以及活體內血管功能
	非DM (HG；n=5)	T2DM (n=4)	P 值
年齡	54±19	46±15	0.41
性別 (# 女性 )	4	2	0.2887
吸菸狀況 (# 吸菸者 )	0	0	-
高血壓病史	1	1	0.72
高膽固醇病史	0	1	0.56
身體質量指數 (kg/m ²)	29±6	35±10	0.27
藥物 ( 治療 %)
ACE抑制劑	0	0	-
血管收縮素II受體阻斷劑	0	1	0.56

DM-糖尿病

參考文獻：1. Shenouda SM, Widlansky ME, Chen K, Xu G, Holbrook M, Tabit CE, Hamburg NM, Frame AA, Caiano TL, Kluge MA, Duess MA, Levit A, Kim B, Hartman ML, Joseph L, Shirihai OS and Vita JA. Altered mitochondrial dynamics contributes to endothelial dysfunction in diabetes mellitus. Circulation. 2011;124:444-453. 2. Kizhakekuttu TJ, Wang J, Dharmashankar K, Ying R, Gutterman DD, Vita JA and Widlansky ME. Adverse alterations in mitochondrial function contribute to type 2 diabetes mellitus-related endothelial dysfunction in humans. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2012;32:2531-2539. 3. El-Osta A, Brasacchio D, Yao D, Pocai A, Jones PL, Roeder RG, Cooper ME and Brownlee M. Transient high glucose causes persistent epigenetic changes and altered gene expression during subsequent normoglycemia. J Exp Med. 2008;205:2409-2417. 4. Wang J, Alexanian A, Ying R, Kizhakekuttu TJ, Dharmashankar K, Vasquez-Vivar J, Gutterman DD and Widlansky ME. 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圖 1 ： 與對照 (siRNA) 相比， 血管擴張藉由 Fis1 轉染得到改善 ， 其中在高葡萄糖及低葡萄糖條件兩者下 ， 對乙醯膽鹼之反應增加。 A.Fis1表現之分子抑制在高葡萄糖條件下對內皮血管擴張的影響。由高葡萄糖條件引起之受損血管擴張在Fis1基因敲落條件下得到改善(總體P=0.0002，在所指示Ach劑量下，對於對照siRNA與Fis1 siRNA，*P≤0.0002，N=6位個體)。在Fis1基因敲落條件下，L-NAME可消除此血管擴張改善(對於Fis1 siRNA與siFis1+L-NAME，P＜0.0001，且對於對照siRNA與對照siRNA+L-NAME，P=0.002)。 B.在低葡萄糖條件下Fis1表現之分子基因敲落對內皮血管擴張的影響。由低葡萄糖條件引起之受損血管擴張在Fis1基因敲落條件下得到改善(總體P=0.0008，在所指示Ach劑量下，對於對照siRNA與Fis1 siRNA，*P≤0.0003，N=6位個體)。在Fis1基因敲落條件下，L-NAME可消除此血管擴張改善(對於Fis1 siRNA與Fis1 siRNA+L-NAME，P=0.0002)。Ach-乙醯膽鹼。

圖 2 ： 在高葡萄糖及低葡萄糖條件下 ，隨著 Fis1 含量降低 ， 人類小動脈中的 NO 生物可用性增加。A.低葡萄糖(LG)：(n=8，總體P=0.01；對於對照siRNA與Fis1 siRNA，P=0.03；對於對照siRNA+L-NAME與Fis1 siRNA，P=0.003；對於Fis1 siRNA與Fis1 siRNA+L-NAME，P=0.03)。框表示25及75百分位數。水平線表示中值。 B.高葡萄糖：(n=9，總體P=0.04；對於錯義siRNA與Fis1 siRNA，P=0.01；對於Fis1 siRNA與對照siRNA+L-NAME，P=0.03；且對於Fis1 siRNA與Fis1 siRNA+L-NAME，P=0.047)。

圖 3 ：抑制 DM 小動脈中之 Fis1 表現逆轉受損內皮依賴性血管擴張(n=6，總體P=0.002)。L-NAME阻斷此作用(對於Fis1 siRNA與Fis1 siRNA+L-NAME，P＜0.0004)。*P＜0.0005係指在指定Ach劑量下，相對於所有其他暴露值。Ach-乙醯膽鹼

圖 4 ： 在高葡萄糖 (33 mM) 及低葡萄糖 (2.5 mM) 條件下 對 Fis1 之分子抑制改善了單層中之內皮細胞之間的穩態接合穩定性。在高葡萄糖及正常葡萄糖條件 (A)與正常及低葡萄糖條件 (B)之間，用Fis1 siRNA及對照siRNA轉染之人類微血管內皮細胞(HMEC-1)中之電細胞-受質阻抗感測量測(ECIS)的比較。框表示第25至第75百分位數。水平線表示中值。SANOVA之後為杜凱氏多重比較測試(Tukey's multiple comparison test)，對於各處理，n=4 (對於高葡萄糖及低葡萄糖研究兩者，總體P＜0.001)。*-P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001，****P＜0.0001。HG-高葡萄糖，LG-低葡萄糖，NG-正常葡萄糖

圖 5 ： 與正常葡萄糖 (5 mM) 條件相比 ， 在高葡萄糖 (33 mM) 及低葡萄糖 (2.5 mM) 條件下 對 Fis1 之分子抑制不會改變粒線體生物能量。量測與高葡萄糖(6小時)、正常葡萄糖(5 mM，持續2小時)及低葡萄糖(2小時)一起預培育的用Fis1 siRNA及對照siRNA轉染之人類微血管內皮細胞(HMEC-1)中的胞外酸化速率(ECAR，n=5) (A)及氧消耗速率(OCR，n=5) (B)。野生型(WT)細胞表示未經轉染且在正常葡萄糖條件下生長之HMEC-1細胞。在基礎條件下量測ECAR及OCR，隨後依序添加寡黴素(oligomycin) (2.5 µM)、FCCP (1 µM)，以及魚藤酮(rotenone) (1 µM)及抗黴素(antimycin) A (1 µM)。處理之間不存在統計學上顯著的差異。

圖 6 ：與 Fis1 結合之 新穎肽 pep213 。(A)用增加量(0至2000 µM)之經標記p8470滴定的50 µM 15N-Fis1樣本之1H、15N HSQC光譜重疊。(B)藉由將TREND分析應用於滴定系列中之所有光譜且將標準化主分量1值(PC1)擬合至配位體耗乏模型，根據(A)中之NMR資料對與Fis1結合之pep213進行親和力測定，以測定表觀KD=7±2 µM。(C)藉由固有色胺酸螢光進行親和力測定。用增加量(0至1000 µM)的不含色胺酸之pep213滴定含有單一色胺酸之Fis1。測定且擬合平均發射波長以測定表觀KD=3.3±0.1 µM。圖B及圖C中擬合的殘差展示於各圖之頂部中。

圖 7 ： Pep213-tat 逆轉暴露於高葡萄糖之健康人類血管及來自患有 T2DM 之 人類之血管中的受損內皮依賴性血管擴張。 (A)藉由用附接至tat序列以促進細胞進入的1至10 µM pep213 (n=5，P＜0.0001)處理來逆轉高葡萄糖誘導的內皮依賴性血管擴張對乙醯膽鹼的損害。L-NAME逆轉使用pep213-tat處理劑之所有改善(對於pep 213與pep-213+L-NAME，P＜0.0001)。在所指示Ach濃度下，對於pep213與所有其他暴露，*P＜0.0001。( B)藉由pep213逆轉來自T2DM個體之血管中對Ach之受損內皮依賴性血管擴張(總體P＜0.001，在所指示Ach濃度下，對於pep213與所有其他暴露，*P＜0.05)。Ach-乙醯膽鹼。T2DM-2型糖尿病

圖 8 ： 與錯義肽對照相比 ， pep213-tat 逆轉了暴露於高葡萄糖之健康人類血管及來自患有 T2DM 之 人類之血管中的受損內皮依賴性血管擴張。(A)與含有與附接tat序列之pep213相同的胺基酸之錯義肽相比，使用1 µM pep213-tat逆轉預暴露於六小時高葡萄糖(33 mM)之乙醯膽鹼誘導的內皮依賴性血管擴張。(n=5，總體P＜0.001，在所指示Ach濃度下，*P＜0.05)。(B)在來自T2DM個體之血管中發現類似結果(n=4，總體P＜0.001，在所指示劑量下，*P＜0.05)。

圖 9 ：使用 siRNA 處理 之人類小動脈中的 Fis1 基因敲落效率與用錯義對照siRNA轉染之小動脈相比，Fis1含量在用siRNA Fis1轉染之人類小動脈中顯著降低(n=4，p＜0.05)。

圖 10 ：用 Drp1 siRNA 轉染防止高葡萄糖誘導的內皮依賴性血管擴張損害。(總體P＜0.0001，在所指示Ach劑量下，對於對照siRNA與Drp1 siRNA，*P≤0.0001，n=6)。在Drp1基因敲落條件下，L-NAME消除此血管擴張改善(對於Drp1 siRNA與Drp1 siRNA+L-NAME，P＜0.0001)。

圖 11. 在來自健康人類之小動脈或暴露於高葡萄糖或低葡萄糖條件人類小動脈中 ，用 Drp1 siRNA 對 Drp1 表現進行基因敲落防止一氧化氮 (NO) 生物可用性降低。(A)高葡萄糖(HG，33 mM，六小時暴露)：n=9，總體P=0.02；對於Drp1 siRNA與所有其他暴露，P＜0.05。(B)低葡萄糖(LG，2.5 mM，兩小時暴露)：n=5；總體P=0.003，對於Drp1 siRNA與所有其他暴露，P=0.03或更小。

圖 12. 使用 Drp1 siRNA 抑制來 自患有 T2DM 之 人類的小動脈中之 Drp1 表現傾向於逆轉受損內皮依賴性血管擴張 (n=4 ， P=0.076) 。

圖 13. 使用 siRNA 處理之 HMEC-1 細胞中的 Fis1 基因敲落效率與用錯義對照siRNA (P=0.0002)轉染之細胞及未轉染HMEC-1細胞(P=0.0001)相比，Fis1含量在用Fis1 siRNA Fis1轉染之HMEC-1細胞中顯著降低(n=3，總體P＜0.0001)。

圖 14. 在使用 Ca+2 離子載體 A23187 活化時 ， Ser1177 處 eNOS 之 磷酸化及 NO 產生在 HMEC-1 細胞中增加。(A)在添加或不添加A23187之情況下p-eNOS-(Ser1177)及β-肌動蛋白之代表性西方墨點(western blot)。(B)定量量測使用或不使用A23187處理之p-eNOS-(Ser1177) (P=0.03，n=6)。(C)如使用DAF2-DA (5 μM)所量測之NO產生在添加A23187後增加(n=4，P=0.02)。

圖 15. Fis1 基因敲落改善了用 Fis1 siRNA 轉染之經永生化培養之人類微血管內皮細胞 (HMEC-1) 中的 NO 產生。n=7，總體P＜0.0001；siFis1基礎與經刺激siFis1 - P＜0.0001；siRNA基礎與經刺激siFis1 - P=0.0003；經刺激siFis1與經刺激siRNA - P=0.02)。將暴露於L-NAME之細胞與L-NAME一起培育2小時，隨後與DAF2-DA (5 μM)一起培育15分鐘，隨後量測螢光強度。

圖 16. 在高葡萄糖 (33 mM) 及低葡萄糖 (2.5 mM) 條件下對 Fis1 之分子抑制不會改變其他粒線體蛋白之表現。自用siRNA Fis1或錯義siRNA轉染且在以下不同葡萄糖條件下預培育之永生化HMEC-1細胞中量測所選粒線體蛋白之表現：高葡萄糖(HG，33 mM，持續六小時)、正常葡萄糖(NG，5 mM，持續2小時)及低葡萄糖(LG，2.5 mM，持續2小時)。將各蛋白質之表現標準化為樣本上之總蛋白質。(對於個別蛋白質，n=4至10)。雖然在比較不同葡萄糖濃度暴露時發現一些粒線體蛋白之表現方面存在差異，但使用siRNA對Fis1表現進行基因敲落並不影響除Fis1以外的任何粒線體蛋白之表現。對於p＜0.05藉由*、對於p＜0.01藉由**、對於p＜0.001藉由***及對於p＜0.0001藉由****來指示統計學上顯著的差異。

圖 17. 一氧化氮 (NO) 之生物可用性在用新穎肽 pep213 處理之人類微血管內皮細胞 (HMVEC) 中增加。將HMVEC細胞在37℃下用1 µM pep213-tat處理一小時且使用二胺基螢光素-2二乙酸酯(DAF2-DA)染色來量測NO。N=3，*P=0.04。

圖 18. 過表現 Fis1 之 小動脈中的受損內皮依賴性血管擴張為 eNOS 依賴性的。Fis1在來自健康人類之阻力小動脈中的過表現(用用於人類Fis1之內皮特異性過表現的質體轉染，培育期為48小時)以eNOS依賴性方式引起受損的內皮依賴性血管擴張(如在使用eNOS抑制劑L-NAME之情況下藉由乙醯膽鹼誘導的內皮依賴性血管擴張損失所測定)。N=5，總體P＜0.001。在所指示乙醯膽鹼劑量下，*P＜0.05。Ach-乙醯膽鹼

圖 19. Pep213 可逆轉阻力小動脈中之受損的內皮依賴性血管擴張。暴露於附接至tat序列之pep213一個小時以改善細胞穿透率(1 μM pep213-tat)逆轉了來自在內皮中過表現Fis1之健康人類之阻力小動脈中的受損內皮依賴性血管擴張(人類Fis1之過表現使用慢病毒載體來實現，以用用於人類Fis1之內皮特異性過表現的質體轉染血管)。以隨機次序使用與pep213相同的胺基酸之1 μM錯義肽對乙醯膽鹼的內皮依賴性血管擴張不具有影響。Pep213-tat誘導以eNOS依賴性方式改善內皮依賴性血管擴張(如在使用eNOS抑制劑L-NAME情況下藉由乙醯膽鹼誘導的內皮依賴性血管擴張損失所測定)。N=5，總體P＜0.001。在所指示乙醯膽鹼劑量下，*P＜0.05。Ach-乙醯膽鹼。

圖 20. pep213 及 Fis1 之晶體結構及 Pep213 之肽映射。(A)共複合結構清楚地展示pep213經由多種結合相互作用與Fis1接合，包括鹽橋形成、氫鍵結及凡得瓦爾相互作用(Van der Waals interaction)。(B)微尺度熱泳用於確定Fis1-pep213相互作用之關鍵pep213殘基。pep213中之各殘基依序經丙胺酸置換，總共14種肽。結合親和力值用於測定反應之ΔG° (

)，其接著用於計算ΔΔG°值(ΔG° _pep213-ΔG° _variant)。肽之各末端上的殘基子集並不顯著促進結合，如由較低ΔΔG°值所指示( B)。


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          <![CDATA[<120>  人類粒線體分裂蛋白1之肽抑制劑及使用方法]]>
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          Ser Ser His Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
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          <![CDATA[<400>  11]]>
          Ser Gly Ser Gly 
          1               
          <![CDATA[<210>  12]]>
          <![CDATA[<211>  4]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 連接子肽]]>
          <![CDATA[<400>  12]]>
          Gly Ser Gly Ser 
          1               
          <![CDATA[<210>  13]]>
          <![CDATA[<211>  4]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 連接子肽]]>
          <![CDATA[<400>  13]]>
          Ser Ser Ser Ser 
          1               
          <![CDATA[<210>  14]]>
          <![CDATA[<211>  4]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 連接子肽]]>
          <![CDATA[<400>  14]]>
          Gly Gly Gly Ser 
          1               
          <![CDATA[<210>  15]]>
          <![CDATA[<211>  5]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 連接子肽]]>
          <![CDATA[<400>  15]]>
          Gly Gly Ala Ala Tyr 
          1               5   
          <![CDATA[<210>  16]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  16]]>
          Ala His Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  17]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  17]]>
          Ser Ala Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  18]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  18]]>
          Ser His Ala His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  19]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  19]]>
          Ser His Lys Ala Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  20]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
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          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
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          <![CDATA[<400>  20]]>
          Ser His Lys His Ala Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  21]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
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          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  21]]>
          Ser His Lys His Asp Ala Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  22]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  22]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Ala Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  23]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  23]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Leu Ala Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  24]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  24]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Leu Pro Ala Pro His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  25]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  25]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Ala His Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  26]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  26]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro Ala Phe Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  27]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  27]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Ala Leu Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  28]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  28]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Ala Leu 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  29]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<400>  29]]>
          Ser His Lys His Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Ala 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  30]]>
          <![CDATA[<211>  14]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 突變型pep213]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (1)..(1)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為S或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (2)..(2)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為H或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (3)..(3)]]>
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          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (4)..(4)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為H或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (5)..(5)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為D或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
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          <![CDATA[<222>  (6)..(6)]]>
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          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (11)..(11)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為H或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (14)..(14)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為L或A]]>
          <![CDATA[<400>  30]]>
          Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Leu Pro Tyr Pro Xaa Phe Leu Xaa 
          1               5                   10                  
          <![CDATA[<210>  31]]>
          <![CDATA[<211>  26]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - pep213 - 連接子-TAT]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (12)..(12)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為G或S]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  REPEAT]]>
          <![CDATA[<222>  (12)..(12)]]>
          <![CDATA[<223>  X重複4至8次]]>
          <![CDATA[<400>  31]]>
          Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Xaa Ser His Lys His 
          1               5                   10                  15      
          Asp Pro Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
                      20                  25      
          <![CDATA[<210>  32]]>
          <![CDATA[<211>  26]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - mPep213-連接子(Y)-TAT]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (12)..(12)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為G或S]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  REPEAT]]>
          <![CDATA[<222>  (12)..(12)]]>
          <![CDATA[<223>  X重複4至8次]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (13)..(13)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為S或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (14)..(14)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為H或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (15)..(15)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為K或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (16)..(16)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為H或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (17)..(17)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為D或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (18)..(18)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為P或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (23)..(23)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為H或A]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (26)..(26)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為L或A]]>
          <![CDATA[<400>  32]]>
          Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa 
          1               5                   10                  15      
          Xaa Xaa Leu Pro Tyr Pro Xaa Phe Leu Xaa 
                      20                  25      
          <![CDATA[<210>  33]]>
          <![CDATA[<211>  5]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 核心Pep213]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (5)..(5)]]>
          <![CDATA[<223>  X為任何胺基酸，較佳為A或H]]>
          <![CDATA[<400>  33]]>
          Leu Pro Tyr Pro Xaa 
          1               5   
          <![CDATA[<210>  34]]>
          <![CDATA[<211>  6]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成 - 核心Pep213-2]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (5)..(5)]]>
          <![CDATA[<223>  X為胺基酸A或H]]>
          <![CDATA[<400>  34]]>
          Leu Pro Tyr Pro Xaa Phe 
          1               5       
          <![CDATA[<210>  35]]>
          <![CDATA[<211>  7]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成]]>
          <![CDATA[<400>  35]]>
          Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu 
          1               5           
          <![CDATA[<210>  36]]>
          <![CDATA[<211>  8]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成]]>
          <![CDATA[<400>  36]]>
          Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu Leu 
          1               5               
          <![CDATA[<210>  37]]>
          <![CDATA[<211>  8]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (1)..(1)]]>
          <![CDATA[<223>  X為包含任何胺基酸之0至30個胺基酸肽]]>
          <![CDATA[<400>  37]]>
          Xaa Leu Pro Tyr Pro His Phe Leu 
          1               5               
          <![CDATA[<210>  38]]>
          <![CDATA[<211>  7]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (1)..(1)]]>
          <![CDATA[<223>  X為包含任何胺基酸之0至30個胺基酸肽]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (7)..(7)]]>
          <![CDATA[<223>  X為包含任何胺基酸之0至30個胺基酸肽]]>
          <![CDATA[<400>  38]]>
          Xaa Leu Pro Tyr Pro His Xaa 
          1               5           
          <![CDATA[<210>  39]]>
          <![CDATA[<211>  19]]>
          <![CDATA[<212>  PRT]]>
          <![CDATA[<213>  人工序列]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<223>  合成]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (1)..(1)]]>
          <![CDATA[<223>  X為包含任何胺基酸之0至30個胺基酸肽]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (7)..(7)]]>
          <![CDATA[<223>  X為包含任何胺基酸之0至30個胺基酸肽]]>
          <![CDATA[<220>]]>
          <![CDATA[<221>  MISC_FEATURE]]>
          <![CDATA[<222>  (8)..(8)]]>
          <![CDATA[<223>  X為0至10個胺基酸連接子]]>
          <![CDATA[<400>  39]]>
          Xaa Leu Pro Tyr Pro His Xaa Xaa Tyr Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln 
          1               5                   10                  15      
          Arg Arg Arg

Claims

一種粒線體分裂蛋白1 (Fis1)活性之抑制肽，其包含(a) SEQ ID NO: 38 (XLPYPHZ)之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 38具有至少80%序列一致性之序列，其中X及Z可為0至30個胺基酸、視情況1至20個胺基酸之肽。
如請求項1之抑制肽，其包含(a)選自SEQ ID NO: 33至37之胺基酸序列或與SEQ ID NO: 33至37具有至少80%序列一致性之序列，其中該肽之長度為約5至50個胺基酸，視情況長度為5至30個胺基酸。
如前述請求項中任一項之抑制肽，其中該胺基酸序列包含(a) SEQ ID NO: 1 (SHKHDPLPYPHFLL)或與SEQ ID NO: 1具有至少90%序列一致性之序列，或SEQ ID NO: 16至21、26及29中之任一者或與SEQ ID NO: 16至21、26及29具有90%相似性之序列。
如前述請求項中任一項之抑制肽，該包含(a)之抑制肽係連接至(b)載體或編碼載體肽、標籤肽或細胞結合肽之胺基酸序列。
如前述請求項中任一項之抑制肽，其中該抑制肽包含載體肽。
如前述請求項中任一項之抑制肽，其中該載體肽為細胞穿透肽序列，視情況為TAT (SEQ ID NO: 2)或與SEQ ID NO: 2具有至少90%序列一致性之序列。
如前述請求項中任一項之抑制肽，其中(a)及(b)皆為肽且由連接子序列連接。
如請求項7之抑制肽，其中該連接子序列為SEQ ID NO: 4、11、12、13、14或15。
如前述請求項中任一項之抑制肽，其中該肽包含SEQ ID NO: 3 (YGRKKRRQRRRGSGSGSSHKHDPLPYPHFLL)、SEQ ID NO: 31、SEQ ID NO: 32、SEQ ID NO: 39，或與SEQ ID NO: 3、SEQ ID NO: 31、SEQ ID NO: 32或SEQ ID NO: 39具有至少90%序列一致性之肽。
一種聚核苷酸，其編碼Fis1抑制肽，該聚核苷酸包含異源啟動子序列及編碼如請求項1至9中任一項之肽的聚核苷酸序列。
如請求項10之聚核苷酸，其中該聚核苷酸為載體。
一種能夠表現抑制肽之載體，該載體包含可操作地連接至編碼如請求項1至9中任一項之肽的聚核苷酸或如請求項10之聚核苷酸的啟動子。
如請求項12之載體，其進一步包含異源主鏈序列。
一種宿主細胞，其包含如請求項12或13之載體且能夠表現該抑制肽。
一種治療與2型糖尿病相關之血管併發症的方法，該方法包含投與有效量的如請求項1至9中任一項之Fis1抑制肽。
一種逆轉有需要之個體中之受損血管擴張的方法，該方法包含投與有效量的如請求項1至9中任一項之Fis1抑制肽以恢復該個體中之血管擴張。
如請求項15或16之方法，其中該個體患有2型糖尿病。
如請求項15或16之方法，其中該個體在人類阻力動脈中以一氧化氮合成酶依賴性方式，患有高度之葡萄糖誘導性及2型糖尿病相關的內皮依賴性血管擴張損害。
一種增加人類微血管內皮細胞中之NO生物可用性的方法，該方法包含投與有效量的如請求項1至9中任一項之Fis1抑制肽以增加人類內皮細胞中之NO生物可用性。
如請求項19之方法，其中該等內皮細胞在患有血管功能障礙之個體的活體內。
一種治療受損內皮功能之方法，該方法包含投與有效量的如請求項1至9中任一項之Fis1抑制肽以便治療該受損內皮功能。
如請求項21之方法，其中該受損之內皮功能包含動脈粥樣硬化。
如請求項21之方法，其中該受損之內皮功能與選自以下之疾病相關：動脈粥樣硬化、腦血管動脈疾病、冠狀動脈疾病、腎血管疾病及周邊動脈疾病。
一種套組，其包含如請求項1至9中任一項之肽或如請求項10或11之能夠表現該肽的聚核苷酸、如請求項12或13之載體或如請求項14之細胞，及使用說明書。
一種組合物，其包含如請求項1至9中任一項之抑制肽及醫藥學上可接受之載劑。