TWI664188B - 去整合蛋白變異體及其用途 - Google Patents
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Abstract
本揭示內容是關於去整合蛋白變異體,以及用以抑制或抑止一有需要之個體體內血小板聚集的方法。該方法包含對該個體投予一有效量之本發明去整合蛋白變異體,藉以減緩或改善與血小板聚集造成之疾病、病狀及/或病症相關的病徵。依據較佳的實施方式,是將本發明去整合蛋白變異體塗覆於一諸如支架或導管等植入式裝置的表面。
Description
本揭示內容是關於新穎之去整合蛋白變異體,以及其於抑制個體體內血小板聚集及血小板活化之用途。
血小板參與多種人體生理及病理的調控機制,例如粥狀動脈硬化血栓(atherothrombosis)、幹細胞移行(stem cell trafficking)、腫瘤轉移(tumor metastasis)及關節炎(arthritis)。血小板於發炎內皮細胞處的活化有助於血管發炎及血管壁重建。血小板可與血管內皮反應,進而影響諸如發炎、血栓及粥狀動脈硬化形成等經由血小板及內皮細胞/白血球作用所媒介之生理/病理反應。血小板可造成單核球、噬中性白血球、內皮細胞或內皮先驅細胞等細胞的發炎反應,據以引發主要的發炎機制,例如附著、趨化(chemotaxis)、轉移、血栓,或是使單核細胞分化為巨噬細胞或泡沫細胞(foam cells)。
血小板活化在發炎反應及引發粥狀動脈硬化形成的過程中扮演著重要的角色。諸如引發粥狀動脈硬化血栓等心血管疾病(cardiovascular diseases,CVDs)皆與血小板異常或過度活化相關,因此血小板異常/過度活化常被視為造成CVD的獨立風險因子。乙醯水楊酸(Acetylsalicylic acid,又稱為阿斯匹靈(aspirin))為第一代抗血小板藥劑,其藉由乙醯化(acetylation)環加氧酶1(cyclooxygenase 1,COX1)酵素的活化位置來不可逆地抑制花生四烯酸(arachidonic acid)路徑中COX1酵素的作用。對患有粥狀動脈硬化血栓且有罹患後續心肌梗塞、中風或血管性死亡之中高度風險的病患長時間投予阿斯匹靈,可減少其罹患風險(約20%-25%,Patrono et al.,2004 Chest 126,234S-264S)。然而,出血性風險仍大幅限制了抗血小板治療的臨床應用。即使克洛平格(clopidogrel)及替卡格雷(ticagrelor)等新穎的抗血小板藥劑具有治療CVD的潛力,出血依然是一項有待克服的臨床議題。研發人員目前仍致力於探尋抗血小板藥劑所引發之出血問題及其治病功效之間的平衡點。
有鑑於此,相關領域亟需一種藥劑,其可抑制(suppress)或抑止(inhibit)血小板之聚集及/或活化,而不具引發出血之風險,藉以研發可用以治療因血小板聚集所造成之疾病、病狀及/或病症的藥物。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要,以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述,且其用意並非在指出本發明實施例的重要/關鍵元件或界定本發明的範圍。
本揭示內容是基於發明人意外地發現可用以抑制血小板聚集、血小板活化及血栓形成的新穎去整合蛋白變異體。因此,該些新穎之去整合蛋白變異體可作為潛力候選藥劑,據以製備用以治療因血小板聚集所造成之疾病及/或病症的藥物。
據此,本揭示內容的第一態樣提供了一種去整合蛋白變異體,其可抑制或抑止血小板聚集。該去整合蛋白變異體在結構上包含:(a)一具有序列編號:1、4、7、8或9之胺基酸序列的連接子;(b)一具有序列編號:11-20、24或25之胺基酸序列的RGD環;以及(c)一具有序列編號:3、6、21、22或23之胺基酸序列的C端。
例示性之本揭示內容所述之去整合蛋白包含,但不限於,白唇竹葉青素(albolabrin)、食魚複素(applagin)、墨西哥西海岸響尾蛇素(basilicin)、大具窮複蛇素(batroxostatin)、扁頭腹蛇素(bitistatin)、亞利桑那黑響尾蛇素(cereberin)、角響尾蛇素(cerastin)、西部菱背響尾蛇素(crotatroxin)、南美響尾蛇素(durissin)、華剛蛇毒素(elegantin)、
扁鼻蝮素(eristicophin)、黃綠竹葉青蛇素(flavoridin)、黃綠竹葉青抑制素(flavostatin)、白眉複素(halysin)、哈裡氏複抑制素(halystatin)、美洲矛頭複蛇素(jararacin)、美洲矛頭複蛇抑制素(jarastatin)、複蛇毒素(kistrin)、葉林腹素(lachesin)、大盆地響尾蛇素(lutosin)、黑尾響尾蛇素(molossin)、馬來亞蝮蛇毒蛋白(rhodostomin,Rho)、白眉複蟲它素(salmosin)、哈裡氏複素(saxatilin)、大草原響尾蛇素(tergeminin)、黃綠竹葉青蛇毒素(trimestatin)、原矛頭複素(trimucrin,TMV-7)、原矛頭複素酶(trimutase)、烏蘇裡複蛇素(ussuristatin)及霍皮響尾蛇素(viridian)。
依據某些較佳的實施方式,本揭示內容之去整合蛋白變異體是源自TMV-7。依據其他實施方式,本揭示內容之去整合蛋白變異體是源自Rho。
在某些實施方式中,去整合蛋白變異體包含:(a)序列編號:1之連接子;(b)序列編號:10-20之任一RGD環;以及(c)序列編號:3、21、22及23之任一C端。
在一較佳實施方式中,去整合蛋白變異體包含序列編號:1之連接子,序列編號:14之RGD環,以及序列編號:21之C端。
在其他實施方式中,去整合蛋白變異體包含:
(a)序列編號:7之連接子;(b)序列編號:13或18之RGD環;以及(c)序列編號:3、21或22之C端。
在某些實施方式中,去整合蛋白變異體包含序列編號:8之連接子,序列編號:14之RGD環,以及序列編號:21之C端。
在某些實施方式中,去整合蛋白變異體包含:(a)序列編號:9之連接子;(b)序列編號:14或20之RGD環;以及(c)序列編號:3、21或22之C端。
在其他實施方式中,去整合蛋白變異體包含序列編號:4之連接子,序列編號:24或25之RGD環,以及序列編號:6之C端。
依據本揭示內容非必要的實施方式,去整合蛋白變異體更包含一聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)鏈,其具有2-20個乙二醇(ethylene glycol,EG)重複單元且連接於該去整合蛋白變異體的N端。
據此,本揭示內容的第二態樣提供了一種用以治療因血小板聚集所造成之疾病及/或病症的藥學組合物。該藥學組合物包含一有效量之本揭示內容所述之去整合蛋白變異體,以及一藥學上可接受之載體。
依據本揭示內容較佳的實施方式,去整合
蛋白變異體在結構上包含序列編號:1之連接子,序列編號:14之RGD環,以及序列編號:21之C端。
依據非必要的實施方式,去整合蛋白變異體更包含一PEG鏈,其具有2-20個EG重複單元且連接於該去整合蛋白變異體的N端。
依據本揭示內容實施方式,因血小板聚集所造成之疾病及/或病症是血栓疾病,其可選自由血管成形術或支架放置後的突發性血管閉合(abrupt vessel closure following angioplasty or stent placement)、粥狀動脈硬化血栓(atherothrombosis)、急性血栓性中風(acute thrombotic stroke)、心肌梗塞(myocardial infarction)、周邊血管手術引發之血栓(thrombosis resulted from periphery vascular surgery)、不穩定型絞痛症(unstable angina)及靜脈血栓(venous thrombosis)所組成的群組。
依據本揭示內容較佳的實施方式,血栓疾病是粥狀動脈硬化血栓。
依據本揭示內容非必要的實施方式,該藥學組合物更包含一抗凝血劑,其可選自由阿昔單抗(abciximab)、阿呱沙班(apixaban)、阿斯匹靈(aspirin)、克洛平格(clopidogrel)、二吡待摩(dipyridamole)、依度沙班(edoxaban)、依替巴肽(eptifibatide)、利伐沙班(rivaroxaban)、替羅非班(tirofiban)、梯可匹定(ticlopidine)、華法林(warfarin)及維生素K(vitamin K)所組成的群組。
依據較佳的實施方式,是將去整合蛋白變異體塗覆於一植入式裝置的表面,該植入式裝置包含,但不限於,一支架及一導管。非必要性地,可將去整合蛋白變異體及抗凝血劑分別塗覆於一植入式裝置的表面。
本揭示內容的第三態樣提供一種用以治療一罹患或可能罹患一因血小板聚集所造成之疾病及/或病症之個體的方法。該方法包含對該個體投予本揭示內容所述之藥學組合物,據以減緩或改善與血小板聚集造成之疾病及/或病症相關的徵狀。
依據本揭示內容實施方式,是對該個體投予每公斤0.01-100毫克的去整合蛋白變異體。較佳地,是對該個體投予每公斤0.1-50毫克的去整合蛋白變異體。
依據本揭示內容實施方式,因血小板聚集所造成之疾病及/或病症是血栓疾病,其可選自由血管成形術或支架放置後的突發性血管閉合、粥狀動脈硬化血栓、急性血栓性中風、心肌梗塞、周邊血管手術引發之血栓、不穩定型絞痛症及靜脈血栓所組成的群組。
依據本揭示內容較佳的實施方式,血栓疾病是粥狀動脈硬化血栓。
依據本揭示內容實施方式,該方法更包含對該個體投予一抗凝血劑,其可選自由阿昔單抗、阿呱沙班、阿斯匹靈、克洛平格、二吡待摩、依度沙班、依替巴肽、利伐沙班、替羅非班、梯可匹定、華法林及維生素K所組成的群組。
依據本揭示內容較佳的實施方式,是將去整合蛋白變異體塗覆於一植入式裝置的表面,該植入式裝置包含,但不限於,一支架及一導管。非必要性地,可將去整合蛋白變異體及抗凝血劑分別塗覆於一植入式裝置的表面。
依據本揭示內容實施方式,該個體是人類。
在參閱下文實施方式後,本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神及其他發明目的,以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。
為讓本發明的上述與其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:第1圖 RR及依替巴肽對血小板聚集、動物模式之血栓形成及生理出血的作用。PRP之活體外(A)及離體(B-C)聚集反應,其中該PRP是以生理食鹽水(對照組)、RR或Ept處理,且經每毫升10微克之膠原蛋白誘發。(平均值±標準差,誤差槓,n=8,相較於對照組,***P<0.001,以Dunnett's測試進行分析)。(D-E)比較RR及生理食鹽水(對照組)對抑制小鼠由FeCl3所誘發之頸動脈血栓的功效。結果為小鼠經FeCl3誘發產生頸動脈血栓(E)及其典型動脈血流圖(D)。(平均值±標準差,
誤差槓,相較於對照組,***P<0.001,以Dunnett's測試進行分析)。(F)經FeCl3處理之頸動脈的組織切片。所有的照片皆為100倍放大倍率處理,且具有與左圖相同的比例尺(比例尺為100微米)。(G)生理食鹽水(CTL)、RR或依替巴肽對小鼠尾巴出血時間的作用。各符號表示各小鼠的出血時間。(平均值±標準差,誤差槓,相較於對照組,***P<0.001,以Dunnett's測試進行分析;n.s,不顯著)。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備,下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述;但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而,亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
1.定義
以下為本揭示內容所使用的部分詞彙。除非另有所指,否則所有的技術及科學詞彙具有與本發明所技術屬領域中具有通常知識者所理解的相同意涵。
在本揭示內容中,是由胜肽的N端來編號胜肽中特定胺基酸的位置。除非本揭示內容指出特定的異構物,否則在未標示胺基酸為D-或L-胺基酸時,該胺基酸可以是L-胺基酸,或可以是D-或L-胺基酸。「D-胺
基酸」(D-amino acid)及「L-胺基酸」(L-amino acid)是指胺基酸的絕對構形,而非一平面偏光的特定旋轉方向。本揭示內容之用法與本發明所屬領域中具有通常知識者的標準用法一致。本揭示內容是使用標準單一字母碼來指定胺基酸,例如工業產權資訊和檔手冊(Handbook On Industrial Property Information and Documentation)之標準ST.25所指定的單一字母碼。
在不影響一蛋白/胜肽之生理活性的情況下,本揭示內容及發明概念亦包含該蛋白/胜肽之胺基酸序列的微小變異。舉例來說,改變及/或刪除某些胺基酸而不影響胜肽的生理活性(即治療因血小板聚集所造成之疾病及/或病症之能力)。特別是,保留性胺基酸取代亦包含於其中。保留性取代為具有相似/相關側鏈之胺基酸間的相互取代。一般來說,由基因編碼的胺基酸可分為四大類:(1)酸性胺基酸,即天門冬胺酸(aspartate)、麩胺酸(glutamate);(2)鹼性胺基酸,即離胺酸(lysine)、精胺酸(arginine)、組胺酸(histidine);(3)非極性胺基酸,即丙胺酸(alanine)、纈胺酸(valine)、白胺酸(leucine)、異白胺酸(isoleucine)、脯胺酸(proline)、苯丙胺酸(phenylalanine)、甲硫胺酸(methionine)、色胺酸(tryptophan);以及(4)非帶電極性胺基酸,即甘胺酸(glycine)、天門冬醯胺(asparagine)、麩醯胺酸(glutamine)、半胱胺酸(cysteine)、絲胺酸(serine)、蘇胺酸(threonine)、酪胺酸(tyrosine)。較佳的分類是:絲胺酸及蘇胺酸係屬脂肪羥基
(aliphatic-hydroxy)類;天冬醯胺酸及麩醯胺係屬含醯胺(amide-containing)類;丙胺酸、纈胺酸、白胺酸及異白胺酸係屬脂肪類;而苯丙胺酸、色胺酸及酪胺酸則屬芳香(aromatic)類。舉例來說,當可想見若以異白胺酸或纈胺酸取代白胺酸、以麩胺酸取代天門冬胺酸、以絲胺酸取代蘇胺酸,或是以一結構相似的胺基酸取代另一胺基酸時,並不會造成分子結合或蛋白特性的顯著改變,特別是當該取代位置不是位於骨架區域時,胺基酸之間的取代更不會影響上述特性。可藉由檢測胜肽衍生物之特定活性來瞭解一胺基酸的改變是否可形成一具功能性的胜肽。
「多肽」(polypeptide)及「蛋白」(protein)在本說明書為可互換的詞彙,是指由天然且非重組細胞、基因工程或重組細胞,或是化學合成所製備的蛋白,且包含於天然序列中取代、刪除及/或插入一或多個胺基酸的分子。依據本揭示內容的實施方式,去整合蛋白變異體為多肽或蛋白,其包含經修飾之TMV-7及經修飾之Rho,或是其片段,可用以抑制整合素αIIbβ3(integrin αIIbβ3)的活性。
「去整合蛋白」(disintegrin)一詞是指一類由蛇毒純化的蛋白,其結構上至少包含一連接子區域、一位於整合素結合域之撓性環頂部的精胺酸-甘胺酸-天門冬胺酸(arginine-glycine-aspartic acid,RGD)域,以及一C端。所有由蛇毒純化之去整合蛋白可選擇性地與纖維蛋白原受體(fibrinogen receptor)結合,
例如αIIbβ3整合素,據以抑制與纖維蛋白原相關之血小板聚集及其他由纖維蛋白原受體媒介之生物活性。去整合蛋白因此可阻斷與纖維蛋白原相關之反應,並作為血小板聚集抑制劑。
「去整合蛋白變異體」(disintegrin variant)是指一功能活性蛋白、多肽或其衍生物,其包含一由野生型去整合蛋白(例如Rho或TMV-7)修飾或突變的胺基酸序列。依據本揭示內容實施方式,一功能活性去整合蛋白變異體可專一地結合並抑制整合素αIIbβ3的活性。可以本發明所屬技領域域中具有通常知識者所知的方法來建構本揭示內容所述之去整合蛋白變異體,舉例來說,位點突變(site-directed mutagenesis)或聚合酶鏈鎖反應(polymerase chain reaction,PCR)。相較於參照胜肽,變異體可包含插入、加入、刪除或取代。多肽序列的變異體包含生物活性多型變異體。
在揭示內容某些實施方式中,去整合蛋白變異體包含一經修飾的TMV-7蛋白,相較於天然TMV-7(或野生型TMV-7),該經修飾的TMV-7包含至少一胺基酸取代、插入至刪除。在本揭示內容其他實施方式中,去整合蛋白變異體包含一經修飾的Rho蛋白,相較於天然Rho(或野生型Rho),該經修飾的Rho蛋白包含至少一胺基酸取代、插入至刪除。
「一連接子區域」(a linker region)一詞是指去整合蛋白中緊鄰於RGD環之N端的區域。舉例
來說,TMV-7的連接子區域包含序列編號:1(41KKKRT)的胺基酸序列,而Rho的連接子區域則包含序列編號:4(39SRAGK)的胺基酸序列。依據本揭示內容較佳的實施方式,去整合蛋白變異體包含一突變連接子區域,其於序列編號:1(41KKKRT)胺基酸序列之殘基位置1到5中包含至少一突變。較佳地,去整合蛋白變異體包含一突變連接子,其包含序列編號:7、8或9之胺基酸序列。或者是,本揭示內容之去整合蛋白變異體包含一TMV-7或Rho之天然連接子區域,而不是一突變連接子。
「RGD環」(RGD loop)一詞是指一去整合蛋白的RGD域。舉例來說,TMV-7的RGD環包含序列編號:2(50ARGDNP)的胺基酸序列,而Rho的RGD環則包含序列編號:5(48PRGDMP)的胺基酸序列。依據本揭示內容某些實施方式,去整合蛋白變異體包含一源自TMV-7的突變RGD環,於其序列編號:2(50ARGDNP)胺基酸序列的殘基位置1到6中包含至少一突變;更佳地,去整合蛋白變異體包含一胺基酸序列,其係選自由序列編號:11、12、13、14、15、16、17、18、19及20所組成的群組。依據本揭示內容其他實施方式,去整合蛋白變異體包含一源自Rho的突變RGD環,其於序列編號:5(48PRGDMP)胺基酸序列的殘基位置1到6中包含至少一突變;更佳地,去整合蛋白變異體包含序列編號:24或25的胺基酸序列。
「C端」(C-terminus)一詞是指一去整
合蛋白之C端的胺基酸序列。舉例來說,TMV-7的C端包含序列編號:3(67PRNGLYG)的胺基酸序列,而Rho的C端則包含序列編號:6(65PRYH)的胺基酸序列。依據本揭示內容某些實施方式,去整合蛋白變異體包含一源自TMV-7的突變C端,其於序列編號:3(67PRNGLYG)胺基酸序列的殘基位置1到7中包含至少一突變;更佳地,去整合蛋白變異體包含一胺基酸序列,其係選自由序列編號:6、21、22及23所組成的群組。或者是,去整合蛋白變異體包含TMV-7的一天然C端(即序列編號:3)或Rho的一天然C端(即序列編號:6),而不是一突變C端。
依據本揭示內容較佳的實施方式,本揭示內容的去整合蛋白變異體包含一突變RGD。此外或非必要地,本發明去整合蛋白變異體更包含一去整合蛋白的突變連接子及/或突變C端。
「IC50」一詞是指去整合蛋白或其變異體的濃度,其可抑制50%之生物反應,例如血小板聚集或細胞附著活性。
在本說明書中,「治療」(treatment)一詞係指獲得一期望的醫藥及/或生理功效,例如,延緩或抑制血小板聚集及/或血小板活化。該效果可以是預防性的,即完全或部分預防一疾病或其病徵;及/或是治療性的,即部分或完全治癒一疾病及/或其所造成的不適。「治療」(treatment)一詞在本說明書包含預防、治療或減緩一哺乳類動物(特別是人類)的疾病;該治療包含:(1)
預防、治療或減緩一個體罹患一疾病或病症(例如與血小板聚集相關之疾病或病症),其中該個體為罹患該疾病之高風險族群,或是已罹患該疾病而尚未確診斷定;(2)抑制一疾病(例如抑制其發生);或(3)減輕一疾病(例如減輕與該疾病相關之徵狀)。
「投予」(administration)一詞在本說明書中是指傳遞的模式,該包含,但不限於靜脈內、肌肉內、腹腔內、動脈內或皮下投予一藥試(例如化合物或組合物)。在某些實施方式中,是將本揭示內容之去整合蛋白變異體配製為使用前(例如靜脈注射前)可與適合載體(例如緩衝溶液)混合之粉末。在其他實施方式中,是將本揭示內容之去整合蛋白變異體直接應用或塗覆於血管外科手術使用之血管成形術支架(例如一冠狀動脈血管支架或一血管支架)或支架移植物上。
「有效量」(effective amount)一詞在本說明書是指一種於特定時間內可產生治療疾病之期望反應的使用量,其中該疾病是由血小板聚集所造成的疾病。舉例來說,在治療血栓疾病時,能減少、預防、延遲或抑制任何與血栓疾病相關之病徵的藥劑(即本發明去整合蛋白變異體)即為有效的藥劑。一藥劑的有效量不必然能治癒一疾病或病症,卻可治療一疾病或病症,據以延遲、防止或預防該疾病或病症的發生,或是減緩疾病或病症的徵狀。具體的有效量取決於多種因素,如欲治療的特定狀況、患者的生理條件(如,患者體重、年齡或性別)、接受治療的哺乳動物或動物的類型、治療持續時間、目前療法(如
果有的話)的本質以及所用的具體配方和化合物或其衍生物的結構。可將有效量表示成藥物的總重量(譬如以克、毫克或微克為單位)或表示成藥物重量與體重之比例(其單位為毫克/公斤(mg/kg))。有效量可配製為適合形式之進行1、2或多次投予的劑量,並於特定時間間隔進行1、2或多次投予。
「個體」(subject)或「病患」(patient)是指包含人類的動物,其係可接受本發明之組合物及/或方法的治療。除非特定指出單一性別,否則「個體」(subject)或「病患」(patient)同時意指雄性及雌性。因此,「個體」(subject)或「病患」(patient)包含任何可接受治療的哺乳類動物。「個體」(subject)或「病患」(patient)包含,但不限於,人類、大鼠、小鼠、天竺鼠、猴子、豬、羊、牛、馬、狗、貓、鳥及家禽。在本發明實施例中,病患為人類。
「藥學上可接受的」(pharmaceutically acceptable)一詞是指當投予至一個體(例如一人類)後,不會產生不利或非預期反應(例如毒性或過敏反應)之分子及組合物。
「賦形劑」(excipient)及「載體」(carrier)在本揭示內容為可互換的詞彙,是指任何可形成一活物藥劑之載體的惰性物質(例如粉末或液體)。賦形劑通常是安全、無毒性的物質,且就廣義來說,可包含任何已知藥學工業用於製備藥學組合物的物質,例如填充劑、稀釋劑、凝集物、接合劑、潤滑劑、助流劑、穩定劑、著
色劑、潤濕劑及崩解劑等。
雖然用以界定本發明較廣範圍的數值範圍與參數皆是約略的數值,此處已盡可能精確地呈現具體實施例中的相關數值。然而,任何數值本質上不可避免地含有因個別測試方法所致的標準偏差。在此處,「約」通常係指實際數值在一特定數值或範圍的正負10%、5%、1%或0.5%之內。或者是,「約」一詞代表實際數值落在平均值的可接受標準誤差之內,視本發明所屬技術領域中具有通常知識者的考量而定。除了實驗例之外,或除非另有明確的說明,當可理解此處所用的所有範圍、數量、數值與百分比(例如用以描述材料用量、時間長短、溫度、操作條件、數量比例及其他相似者)均經過「約」的修飾。因此,除非另有相反的說明,本說明書與附隨申請專利範圍所揭示的數值參數皆為約略的數值,且可視需求而更動。至少應將這些數值參數理解為所指出的有效位數與套用一般進位法所得到的數值。在此處,將數值範圍表示成由一端點至另一段點或介於二端點之間;除非另有說明,此處所述的數值範圍皆包含端點。
除非本說明書另有定義,此處所用的科學與技術詞彙之含義與本發明所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外,在不和上下文衝突的情形下,本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型;而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
2.較佳實施方式的詳細說明
2.1去整合蛋白變異體
本揭示內容至少部分是基因發明人意外發現源自TMV-7或Rho之去整合蛋白變異體可抑制或抑止血小板聚集,而不會影響生理止血。據此,本發明去整合蛋白變異體可作為一種潛力候選藥劑,藉以研發可用以治療因血小板聚集所造成之疾病、病狀及/或病症的藥物。
本揭示內容因此包含去整合蛋白變異體、包含該去整合蛋白變異體的藥學組合物、製備用以預防或治療一個體或病患之血栓或由血栓造成之疾病的藥物。本揭示內容之研究結果顯示,本發明去整合蛋白變異體可抑制血小板的聚集或活化,並抑制活體的血栓形成,而不會影響其出血時間。
本揭示內容的第一態樣是關於源自蛇毒(例如Rho及TMV-7)的去整合蛋白變異體,其分別可標的至整合素αIIbβ3。本發明是藉由突變去整合蛋白之連接子區域、RGD環及/或C端中,至少一胺基酸殘基來製備可與整合素αIIbβ3結合之去整合蛋白變異體。
因此,本揭示內容之去整合蛋白變異體在結構上包含至少一源自TMV-7或Rho的突變RGD環。舉例來說,本揭示內容之去整合蛋白變異體可包含一突變RGD環,相對於天然RGD域(例如TMV-7的RGD域(50ARGDNP,序列編號:2)及Rho的RGD域(48PRGDMP,序列編號:5)),該突變RGD環的胺基酸序列包含至少一經取代及/或刪除的胺基酸。例示性之該些變異體包含,但不限於,本揭示內容所述之具有突變
RGD環的變異體,其中該突變RGD環之胺基酸序列是選自由序列編號:10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、24及25所組成的群組。
此外或非必要地,本揭示內容之去整合蛋白變異體可更包含去整合蛋白之一突變連接子及/或一突變C端。舉例來說,除了上述突變RGD環之外,去整合蛋白變異體可包含一突變連接子,其中相較於天然連接子區域(例如TMV-7的連接子區域(41KKKRT,序列編號:1)及Rho的連接子區域(39SRAGK,序列編號:4)),該突變連接子的胺基酸序列包含至少一經取代及/或刪除的胺基酸。例示性之該些變異體包含,但不限於,該些具有上述突變RGD環及一突變連接子的變異體,其中該突變連接子之胺基酸序列是選自由序列編號:7、8及9所組成的群組。
在其他實施例中,除了上述突變RGD環之外,去整合蛋白變異體更包含一突變C端,其中相較於天然C端(例如TMV-7的C端(67PRNGLYG,序列編號:3)及Rho的C端(65PRYH,序列編號:6)),該突變C端的胺基酸序列包含至少一經取代及/或刪除的胺基酸。例示性之該些變異體包含,但不限於,該些具有上述突變RGD環及一突變C端的變異體,其中該突變C端之胺基酸序列是選自由序列編號:21、22及23所組成的群組。
此外,在上述任一種變異體中,除了突變RGD環外,可包含特定去整合蛋白之一天然連接子區域
(即序列編號:1或4),及/或一天然C端(即序列編號:3或6)。
依據某些實施方式,本發明去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:7的突變連接子,一序列編號:13或18的突變RGD環,以及一序列編號:3、21或22的C端。
依據其他實施方式,本發明去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:8的突變連接子,一序列編號:14的突變RGD環,以及一序列編號:21的突變C端。
依據某些實施方式,本發明去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:9的突變連接子,一序列編號:14或20的突變RGD環,以及一序列編號:3、21或22的C端。
依據其他實施方式,本發明去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:4的突變連接子,一序列編號:24或25的突變RGD環,以及一序列編號:6的C端。
依據較佳的實施方式,本發明去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:1的天然連接子,一胺基酸序列係選自序列編號:10到20所組成之群組的突變RGD環,以及一序列編號:21、22或23的突變C端。或者是,該些實施例之去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:1的天然連接子,一胺基酸序列係選自由序列編號:10到20所組成之群組的突變RGD環,以及
一序列編號:3的天然C端。較佳地,去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:1的天然連接子,一具有序列編號:14之胺基酸序列的突變RGD環,以及一序列編號:21的突變C端。
依據其他實施方式,本發明去整合蛋白變異體在結構上包含一序列編號:4的天然連接子,一具有序列編號:24或25之胺基酸序列的突變RGD環,以及一序列編號:6的天然C端。
可利用任何習知技藝人士所知的方法來製備本揭示內容之去整合蛋白變異體。舉例來說,可利用位點突變來製備本揭示內容之去整合蛋白變異體。或者是,可利用任何習知技藝人士所熟知之轉殖及表現技術(利用將一核酸載體轉入諸如大腸桿菌等宿主細胞,以及將宿主細胞培養於適於表現的環境,之後直接由培養液或宿主細胞收集表現的蛋白)來製備本揭示內容之去整合蛋白變異體。可藉由一經修飾之去整合蛋白核酸來編碼表現本發明去整合蛋白變異體,其中該經修飾之去整合蛋白核酸可用以編碼一經修飾的去整合蛋白,其胺基酸序列相較於天然序列,具有至少一經取代及/或刪除的胺基酸殘基。可修飾源自蛇毒之特定去整合蛋白的編碼序列來製備去整合蛋白變異體的編碼序列。例示性之本揭示內容所述之去整合蛋白包含,但不限於,白唇竹葉青素、食魚複素、墨西哥西海岸響尾蛇素、大具窮複蛇素、扁頭腹蛇素、亞利桑那黑響尾蛇素、角響尾蛇素、西部菱背響尾蛇素、南美響尾蛇素、華剛蛇毒素、扁鼻蝮素、黃綠竹葉青蛇素、黃綠
竹葉青抑制素、白眉複素、哈裡氏複抑制素、美洲矛頭複蛇素、美洲矛頭複蛇抑制素、複蛇毒素、葉林腹素、大盆地響尾蛇素、黑尾響尾蛇素、馬來亞蝮蛇毒蛋白、白眉複蟲它素、哈裡氏複素、大草原響尾蛇素、黃綠竹葉青蛇毒素、原矛頭複素、原矛頭複素酶、烏蘇裡複蛇素及霍皮響尾蛇素。在某些較佳的實施方式中,本發明去整合蛋白變異體為TMV-7變異體。在其他實施方式中,本發明去整合蛋白變異體為Rho變異體。
或者是,可利用習知技藝人士所知的技術來化學合成去整合蛋白變異體,例如胜肽合成技術或固態合成。
可藉由諸如硫酸銨或乙醇沉澱、酸萃取、陰離子或陽離子交換層析、親和層析及凝集素層析等方法由重組細胞培養來收取或純化本揭示內容之去整合蛋白變異體。在某些實施方式中,是利高效液相層析(high performance liquid chromatography,HPLC)來進行純化。
本發明去整合蛋白變異體可進一步與親水性聚合物鍵結,藉以增加其水溶性或循環半衰期。適合與本發明去整合蛋白結合的水溶性聚合物包含,但不限於,聚乙二醇、聚丙二醇、聚乳酸、聚乙醇酸及聚乙烯醇等聚烷基醚;纖維素及其衍生物(例如聚葡萄醣或其衍生物)。較佳地,本發明去整合蛋白變異體更包含一PEG鏈,其具有2-20個EG重複單元且連接於該去整合蛋白變異體的N端。
2.2藥學組合物
本揭示內容的另一態樣是關於藥學組合物,其包含一有效量之任一種上述去整合蛋白變異體,以及一藥學上可接受的載體。
一般來說,包含於藥學組合物中之本發明去整合蛋白變異體的重量百分比(相對於藥學組合物之總重量)為0.01%到99.9%。在某些實施方式中,本發明去整合蛋白變異體的重量百分比(相對於藥學組合物之總重量)為0.1%。在某些實施方式中,本發明去整合蛋白變異體的重量百分比(相對於藥學組合物之總重量)為5%。在其他實施方式中,本發明去整合蛋白變異體的重量百分比(相對於藥學組合物之總重量)為10%。在某些實施方式中,本發明去整合蛋白變異體的重量百分比(相對於藥學組合物之總重量)為25%。
在某些實施方式中,本發明藥學組合物更包含一藥劑(例如抗凝血藥劑),其可減緩或改善與血小板聚集造成之疾病及/或病症相關的病徵。例示性之藥劑包含,但不限於,醣蛋白IIb/IIIa拮抗劑(glycoprotein IIb/IIIa antagonist)、肝素(heparin)、組織胞漿素原活化物(tissue plasminogen activator)、Xa因子抑制劑(Factor Xa inhibitor)、凝血酶抑制劑(thrombin inhibitors)、磷酸二酯酶抑制劑(phosphodiesteras inhibitor)及環氧合酶抑制劑(cyclooxygenase inhibitor)等。適合的抗凝血劑可選自由阿昔單抗、阿呱沙班、阿斯匹靈、克洛平格、二吡
待摩、依度沙班、依替巴肽、利伐沙班、替羅非班、梯可匹定、華法林及維生素K所組成的群組。
藥學上可接受之賦形劑或載體可與製劑中其他成分相容且為生物可接受的物質。
依據投予路徑的不同,本發明藥學組合物可更包含不同類型的賦形劑或載體。可藉由靜脈內、真皮內、動脈內、腹腔內、病灶內(intralesionally)、顱內(intracranially)、鼻腔內、胸腔內(intrapleurally)、氣管內(intratracheally)、直腸內、局部性、肌肉內、皮下、血管內、心包內(intrapericardially)、眼內(intraocularally)、口腔內(orally)、部位性(locally)注射、吸入、輸入、部位性灌注(localized perfusion)等方式投予本發明藥學組合物,且可將其配製為粉末、乳劑、液體及噴霧劑等形式。
臨床醫護人員可依據個體的生理因素來決定藥物或藥學組合物的實際投予劑量,該些生理因素包含,但不限於年齡、性別、體重、疾病種類、疾病的嚴重程度、病史、是否使用其他藥物及投藥路徑等。依據本揭示內容非限定之實施例,每次投予單劑可產生每公斤體重0.01-100毫克之本發明去整合蛋白變異體。較佳地,每次投予單劑可產生每公斤體重0.1-50毫克之本發明去整合蛋白變異體。
可將包含本發明去整合蛋白變異體的藥學組合物配製為適合口服使用的劑型,舉例來說,片劑(tablets)、錠劑(lozenges)、水性或油性懸浮液
(aqueous or oily suspensions)、分散性粉末或顆粒(dispersible powders or granules)、乳劑(emulsions)、硬性或軟性膠囊(hard or soft capsules)、糖漿(syrups)或酏劑(elixirs)。可依據任何本所屬領域所熟知之配製藥學組合物的方法來製備口服使用的組合物,製得的組合物可以包一或多種成份,其係選自由甜味劑(sweetening agents)、香味劑(flavoring agents)、著色劑(coloring agents)及提供藥學上美觀及可口的防腐劑(preserving agents)。片劑包含本發明去整合蛋白變異體及與本發明去整合蛋白變異體混合之非毒性且適合用以製備片劑之藥學上可接受的賦形劑。舉例來說,該些賦形劑可以是惰性稀釋劑(inert diluents,例如碳酸鈣、碳酸鈉、乳糖、磷酸鈣或磷酸鈉)、造粒及崩解劑(granulating and disintegrating agents,例如玉米澱粉或海藻酸(alginic acid))、結合劑(binding agents,例如澱粉、明膠(gelatin)或阿拉伯膠(acacia))及潤滑劑(lubricating agents,例如硬脂酸鎂(magnesium stearate)、硬酯酸(stearic acid)或滑石(talc))。
片劑可以是未塗覆的(uncoated)形式或利用已知技術塗覆的形式,藉以延緩片劑於胃腸道中的崩解及吸收,進而提供一長效性的作用。舉例來說,可使用諸如甘油單硬脂酸酯(glyceryl monostearate)或甘油二硬脂酸酯(glyceryl distearate)等延緩釋放材料。亦可將其塗覆形成可控制釋放之滲透型治療片劑。
亦可將口服使用的劑型配製為硬明膠膠囊(hard gelatin capsules),其中是將活性成分與一惰性固體稀釋劑(例如碳酸鈣、磷酸鈣或高嶺土(kaolin))進行混合,或是配製為軟明膠膠囊(hard gelatin capsules),其中是將活性成分與一水混溶溶劑(water-miscible solvents,例如丙二醇(propylene glycol)、PEG及乙醇或包含花生油、液體石蠟及橄欖油等油性介質(oil medium))進行混合。
舉例來說,一固體口服組合物(例如片劑或膠囊)可包含1到99%(重量/重量)之本發明去整合蛋白變異體;0到99%(重量/重量)之稀釋劑或填充物(filler);0到20%(重量/重量)之崩解劑;0到5%(重量/重量)之潤滑劑;0到5%(重量/重量)之助流劑(flow aid);0到50%(重量/重量)之造粒劑或結合劑;0到5%(重量/重量)之抗氧化劑(antioxidants);及0到5%(重量/重量)之色素(pigment)。此外,一控制釋放片劑亦可包含0到90%(重量/重量)之控制釋放聚合物。
當將本發明去整合蛋白變異體配製為適於靜脈內、皮膚或皮下注射之形式時,可將多肽製備為無菌之非口服可接受之水溶液。本發明所屬技術領域中具有通常知識者可知製備該種具有特定pH、等滲性及穩定性之非口服可接受之多肽溶液的方法。除了本發明去整合蛋白變異體,一較佳之用於靜脈內、皮膚或皮下注射之藥學組合物應包含一等張載體,例如氯化鈉注射液、林格氏注射液、葡萄糖注射液、葡萄糖及氯化鈉注射液、乳酸林格氏
注射液或其他本發明所屬技術領域中具有通常知識所之的載體。本發明藥學組合物亦可包含穩定劑、防腐劑、緩衝劑、抗氧化劑其他本發明所屬技術領域中具有通常知識所之添加劑。可依據欲治療疾病的嚴重程度及個體之生理狀況與潛在的特異反應來調整本發明藥學組合物之靜脈內治療的作用時間。當可理解,每次投予本發明去整合蛋白變異體的作用時間應介於持續靜脈內投予的12到24小時之間。醫療人員最終將決定適合的靜脈內治療作用時間。
一非口服製備可包含1到50%(重量/重量)之本發明去整合蛋白變異體;以及50%(重量/重量)到99%(重量/重量)之液體或半固體載體(例如水等溶劑);以及0-20%(重量/重量)之一或多其他賦形劑,例如緩衝劑、抗氧化劑、懸浮液穩定劑、張力調整劑及防腐劑。
亦可將本發明去整合蛋白變異體配製為適用於局部性、全身性或部位性投予之生理上可接受的形式。舉例來說,可將本發明去整合蛋白塗覆於一移植物或裝置的表面。此外,可將組合物包覆或注射為一用以傳遞至部位組織損傷的黏性形式。如上所述,本發明組合物可非必要性地包含其他藥劑,或是非必要性地與其他藥劑同時或依序地投予至個體體內。
本發明去整合蛋白變異體亦可製備為栓劑(suppositories),並以直腸投藥方法投予至個體體內。可將藥物與一適合的非刺激性賦形劑混合以製備該些組
合物,其中該非刺激性賦形劑於室溫下為固體,於直腸溫度下為液體,因此於直腸中會溶解並釋放出藥物。該些材料為可可脂(cocoa butter)及聚乙二醇。
為局部使用,可投予包含本發明去整合蛋白變異體乳液、軟膏、凝膠、溶液或懸浮液等。就本申請而言,局部投予應包含口腔沖洗及漱口。局部製劑通常可由藥物載體、共溶劑、乳化劑、穿透增強劑、防腐劑系流及潤膚劑所組成。
2.3使用方法
本發明亦提供一種用以治療一罹患或可能罹患一因血小板聚集造成之疾病、病狀及/或病症之個體的方法。該方法包含對一有治療需要之個體投予本揭示內容所述之藥學組合物,其包含一有效量之本發明去整合蛋白變異體,據以減緩或改善與血小板聚集造成之疾病、病狀及/或病症相關的徵狀。
在某些實施方式中,本發明去整合蛋白變異體可抑制整合素αIIbβ3的活化,進而抑制血小板聚集。整合素αIIbβ3的活化會造成血小板聚集,特別是對罹患急性血管疾病的個體而言,其包含,但不限於,粥狀動脈硬化血栓、深靜脈血栓(deep vein thrombosis)、心肌梗塞、肺栓塞(pulmonary embolism)、周邊動脈阻塞(peripheral arterial occlusion)、中風(stroke)、不穩定型絞痛症及其他血管系統栓塞。
在其他實施方式中,本發明藥學組合物可抑制或抑止多種醫療程序中非預期的血小板聚集,例如抑
制血管手術(例如血管成形術或支架放置)後的血小板聚集。
依據本揭示內容某些實施方式,是以靜脈內、皮下或口服方式對個體投予本發明藥學組合物,據以產生每公斤0.01-100毫克之本發明去整合蛋白變異體;較佳地,每公斤0.1-50毫克之本發明去整合蛋白變異體。
依據其他實施方式,是將包含本發明去整合蛋白變異體的藥學組合物塗覆於一植入式裝置(例如一支架或一導管)的表面,之後再將該植入式裝置植入血管、尿道或其他難以進入的地方,藉以預防再狹窄、支持或強化血管或管壁。在這個部分,較佳是將本發明藥學組合物配製為溶液或懸浮液的形式,其具有本發明去整合蛋白變異體均質分散於其中。較佳是依序快速塗覆複數層薄層,且較佳是塗覆至處於徑向擴張狀態的支架。可利用相對高蒸氣壓的蒸發溶劑材料浸漬或噴塗來進行塗覆,藉以產生預期的黏度及快速建立塗層的厚度。塗覆流程可使本發明去整合蛋白變異體附著貼合及覆蓋支架或導管之開放結構的整個表面。
依據非必要的實施方式,本發明去整合蛋白變異體可與一其他種抗凝血劑共同投予至個體體內,以治療因血小板活化或聚集所造成的疾病、病狀及/或病症。適合與本發明去整合蛋白變異體共同使用的抗凝血劑或血小板抑制劑為,舉例來說,醣蛋白IIb/IIIa拮抗劑、肝素、組織胞漿素原活化物、Xa因子抑制劑、凝血酶抑
制劑、磷酸二酯酶抑制劑及環氧合酶抑制劑等。適合的抗凝血劑可選自由阿昔單抗、阿呱沙班、阿斯匹靈、克洛平格、二吡待摩、依度沙班、依替巴肽、利伐沙班、替羅非班、梯可匹定、華法林及維生素K所組成的群組。
下文提出多個實驗例來說明本發明的某些態樣,以利本發明所屬技術領域中具有通常知識者實作本發明,且不應將這些實驗例視為對本發明範圍的限制。據信習知技藝者在閱讀了此處提出的說明後,可在不需過度解讀的情形下,完整利用並實踐本發明。此處所引用的所有公開文獻,其全文皆視為本說明書的一部分。
實施例
材料及方法
表現及純化去整合蛋白及其變異體
以先前公開文獻(Guo et al.,Proteins.2001 43(4),499-508;Shiu et al.,Plos One.2012 7(1):e28833)所述方法利用畢氏效母菌(P.pastoris)表現去整合蛋白(即TMV-7及Rho)及其變異體。
由Invitrogen購買純化套組及酵母菌轉形載體pPICZαA。利用重疊延伸聚合酶鏈鎖反應(overlap extension PCR)以野生型構建體來製備突變株。以由Invitrogen購買之Pichia EasyComp套組將構建體轉形至畢氏酵母菌株X33中。
以先前公開文獻(Guo et al.,Proteins.2001 43(4),499-508;Shiu et al.,Plos One.
2012 7(1):e28833)所述方法來製備TMV-7及Rho及其變異體。依據以下流程來製備重組蛋白:將100微升培養於30℃、100毫升之酵母氮源培養液(yeast nitrogen base(YNB)medium,包含1%酵母萃取物、2%蛋白腖(peptone)、2%葡萄糖及每毫升100微克之吉歐黴素(Zeocin))48小時的細胞原液加入900毫升的YNB培養液中。48小時後,離心細胞,並將其培養於1公升之最低甲醇培養液(minimal methanol medium,1.34%之包含無胺基酸之硫酸銨及4×10-5%生物素的YNB)。共培養2天,其中每12小時加入一次甲醇(1%,重量/體積),藉以誘發蛋白表現。
離心收集上清液後,以10公升水及5公升之結合緩衝液(50mM Tris-HCl緩衝液,pH 8.0)進行透析。將透析溶液注入CaptoMMC管柱,再利用包含500mM之NaCl的沖提緩衝液沖提蛋白。以20-30%乙腈(acetonitrile)的濃度梯度進行C18逆相HPLC來純化蛋白。經三羥甲胺基甘胺酸(tricine)-SDS-PAGE分析後,確認重組蛋白的純度高於95%。
細胞附著試驗
利用細胞附著試驗來分析Rho、TMV及其變異體的抑制活性。以100微升之包含每毫升200微克纖維蛋白原或每毫升50微克纖維蛋白原之PBS緩衝液塗覆96孔洞微盤(Costar;Corning),置於4℃至隔日。加入200微升之1%經熱處理而變性的牛血清白
蛋白(bovine serum albumin,BSA,Calbiochem)後置於室溫反應1.5小時,以阻斷非專一蛋白的結合位置。移除經熱處理而變性之BSA,並以200微升之PBS洗滌二次。
自Dr.Y.Takada(Scripps Research Institute)取得會表現整合素αvβ3或αIIbβ3的中國倉鼠卵巢(Chinese hamster ovary,CHO)細胞(分別命名為CHO-αvβ3及CHO-αIIbβ3細胞),將其培養於DMEM細胞培養液中。由ATCC購買人類紅血球性白血病(erythroleukemia)K562細胞,並將其陪養於包含10%胎牛血清(fetal bovine serum,FBS)的RPMI-1640細胞培養液中。將K562細胞重新懸浮於包含5% FBS的RPMI-1640細胞培養液中。分別將CHO及K562細胞稀釋至每毫升3×105及2.5×105細胞後,取100微升的體積進行分析試驗。
利用CHO-αIIbβ3細胞附著於纖維蛋白原、CHO-αvβ3細胞附著於纖維蛋白原,以及K562細胞附著於纖維接合素(fibronectin)的試驗來分析測試蛋白對整合素αIIbβ3、αvβ3及α5β1的抑制活性。將作為抑制劑的Rho突變體(0.001-500μM)加入細胞中,並於37℃之包含5% CO2的環境中培養15分鐘。將經處理的細胞加入經塗覆之細胞培養盤後,置於37℃(5% CO2)反應1小時。移除反應溶液,並以200微升之PBS洗滌2次,藉以移除未附著之細胞。以100微升之10%福馬林固定細胞10分鐘後,乾燥處理。將50微
升之0.05%結晶紫溶液加入各孔洞,置於室溫反應20分鐘。以200微升之蒸餾水洗滌各孔洞4次後,乾燥處理。加入顯色溶液(150微升之50%乙醇及0.1%酯酸)。分析光波為600微米時的吸光值,其與附著細胞數量相關。以下述公式計算抑制百分比:抑制百分比=100-[OD600(經Rho及TMV蛋白處理的檢體)/OD600(未經處理的檢體)]×100。由至少3次的獨立試驗來計算半最大抑制值(IC50)。
製備人類血小板懸浮液(platelet suspension,PS)
由健康自願個體收集細胞,該些個體在參與本研究前2週內皆未食用任何藥物。由每位參與者取得同意書。本實驗是經國立台灣大學附設醫院同意後進行。依據先前公開文獻(Huang et al.,Experimental haemtology.2008 36(12),1704-1713.)所述方法來製備人類PS。
計算安全指數
「安全指數」(Safety Index)是指去整合蛋白於AP2(一種抗αIIbβ3的抑制型mAb)存在時誘發血小板活化之濃度,以及於膠原蛋白誘發血小板聚集之IC50的比例。
安全指數=去整合蛋白活化血小板(加入每毫升4微克的AP2)的最低濃度/去整合蛋白於膠原蛋白誘發血小板聚集之IC50。
動物
本研究是使用體重約為20-30公克的ICR公鼠。將動物飼養於具有充足飼料及飲用水之特定溫度(20±1℃)及溼度(55%±5%)環境中。本研究動物實驗流程皆經國立台灣大學醫學院實驗動物使用委員會的許可。
由FeCl
3
所誘發的動脈血栓模式
對ICR公鼠腹腔注射戊巴比妥鈉(每公斤50毫克)予以麻醉後,以解剖刀直接在右頸總動脈產生一切口,露出2毫米的頸動脈。將微型都卜勒血流探針置於動脈來監測血流。對小鼠靜脈投予RR(每公斤0.125或0.25毫克)。5分鐘後,以一吸附三氯化鐵溶液(7.5%)的濾紙產生FeCl3損傷。接觸3分鐘後,移除濾紙,持續監測頸動脈的血流直到血栓形成,或持續80分鐘。
尾出血時間
利用側尾靜脈方式對ICR公鼠注射藥物。注射5分鐘後,自尾巴遠端切割一2毫米的銳利傷口。將切下的尾巴立即置於填充有37℃之等張生理食鹽水的試管中。最長記錄出血時間10分鐘,終點即為止血時間。
統計分析
以平均值±標準差(mean±SEM)來表示各分析結果。以單向變異及Newman-Keuls多重比較測試來統計分析結果。當P值小於0.05(P<0.05)時,即視為具有顯著差異。
實施例1 轉殖及分離去整合蛋白及其變
異體
本實施例是依據「材料及方法」所述流程來轉殖及分離TMV-7、Rho及其變異體。各變異體皆於天然蛋白(即TMV-7或Rho)的連接子區域、RGD區域或C端中包含至少一突變胺基酸殘基。表1及2分別總結各變異體的突變序列。
實施例2 實施例1之去整合蛋白及/或其變異體對血小板聚集的抑制功效
接著分析實施例1之去整合蛋白及其變異體對由αIIbβ3媒介之血小板聚集的抑制功效。簡單來說,收集健康捐贈者之靜脈血液檢體後,分離富含血小板的血漿。之後將富含血小板的血漿與會引發栓塞形成的刺激物(例如膠原蛋白或AP2)反應,再加入實施例1之去整合蛋白及/或其變異體。表3總結該些結果。
如表3的數據所述,TMV-7變異體(結構上包含將天然C端序列(67PRNGLYG)置換為67PRNRLYG,將天然RGD環序列(50ARGDNP)分別置換為50AKGDWP(T/KW)、50AKGDYP(T/KY)、50AKGDHP(T/KH)及50AKGDRP)具有較高的安全
指數(各變異體的安全指數分別為8、9、12及26);然而,當將RGD環序列(50ARGDNP)置換為50AKGDRR時,安全指數會據烈增加至>1300,意即突變T/KRRR(即41KKKRT-50AKGDRR-67PRNRLYG)可作為一種用以研發抗凝血劑候選藥物。
此外,該些結果亦指出,TMV-7變異體(將天然C端序列(67PRNGLYG)置換為67PRNRLYG,以及將天然連接子區域序列(41KKKRT)置換為41 IEEGT(T/1EEGR))具有較低的安全指數及抗血小板聚集活性,意即連接子區域需維持不變以保留其抗血小板聚集活性。
實施例3 TMV-7之T/KRRR突變及依替巴肽於血小板聚集與血栓形成的作用
藉由檢測膠原蛋白誘發的聚集反應、實驗動物之尾巴出血時間及微血管血栓來探討實施例1觀察之TMV-7 T/KRRR突變的抗血小板功能。結果分別闡述於第1圖。
與其他已知之抗血小板藥劑-依替巴肽(一
種由東南亞響尾蛇之蛇毒蛋白分離的環形七肽)比對分析TMV-7之T/KRRR突變對由膠原蛋白引發之血小板聚集的功效。結果顯示,T/KRRR突變體及依替巴肽(第1圖之圖B及C)皆可顯著抑制由膠原蛋白所引發的血小板聚集,且其係以劑量相關的方式來抑制聚集反應,其中T/KRRR突變及依替巴肽的IC50分別為每毫升0.25微克及每毫升0.75微克(第1圖之圖A)。
此外,亦利用頸動腦的栓塞時間來分析T/KRRR突變對由FeCl3引發之血栓形成的影響。如第1圖之圖D到F所述,未經處理之動物在FeCl3損傷10分鐘內即會產生動脈栓塞。相較之下,T/KRRR突變(每公斤0.125及0.25毫克)可預防FeCl3損傷造成的栓塞,時間長達80分鐘,甚至可於血栓形成後回復血流量。經T/KRRR突變處理之動物血管腔中的血栓體積亦明顯小於未經處理之動物血管腔中的血栓體積(第1圖之圖F)。
在出血試驗中,依替巴肽(每公斤0.18毫克)可顯著延長出血時間,然而,靜脈投予每公斤0.125毫克或更高濃度(即每公斤2.5毫克)的T/KRRR突變並不會延長出血時間。該結果指出,T/KRRR突變可有效抑制血小板聚集及血栓形成,而不會影響出血時間。
實施例4 抑制整合素αIIbβ3、αvβ3及α5β1
本實施例將分析Rho、TMV-7及其變異體對抑制整合素αIIbβ3、αvβ3及α5β1與其配體結合
的功效。結果分別闡述於表4。
如表4之結果所示,Rho及其R/KWN突變(48ARGDWN-65PRYH)在抑制會表現整合素αIIbβ3之CHO細胞附著到固定化纖維蛋白原時,IC50數值分別為52.2±8.2及162.8±7.2nM。相較之下,Rho及其48ARGDWN-65PRYH突變在抑制會表現整合素αvβ3之CHO細胞結合至固定化纖維蛋白原時,IC50數值分別為13.0±5.7及246.6±66.8nM。Rho及其R/KWN突變(48ARGDWN-65PRYH)在抑制整合素α5β1附著至固定化纖維接合素時,IC50數值則分別為256.8±87.5及8732.2±481.8nM。其於抑制整合素αIIbβ3、αvβ3及α5β1的差異分別為3.1-、19.0-及34.0-倍。該些結果指出,包含序列48 ARGDWN的Rho可選擇性地與整合素αIIbβ3結合。TMV-7突變-T/KRRR突變(50AKGDRR-67PRNRLYG)在抑制會表現整合素αIIbβ3、αvβ3及α5β1之細胞結合至其配體時,具有較低的活性。相較之下,其於抑制血小板聚集時則具有較高的活性。
雖然上文實施方式中揭露了本發明的具體實施例,然其並非用以限定本發明,本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不悖離本發明之原理與精神的情形下,當可對其進行各種更動與修飾,因此本發明之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
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Claims (15)
- 一種去整合蛋白變異體,其包含:(a)一連接子,具有序列編號:1或9的胺基酸序列;(b)一RGD環,具有一選自由序列編號:11、12、13、14、15、18、19及20所組成之群組的胺基酸序列;以及(c)一C端,具有一選自由序列編號:3、21、22及23所組成之群組的胺基酸序列。
- 如請求項1所述之去整合蛋白變異體,其中該去整合蛋白是白唇竹葉青素、食魚複素、墨西哥西海岸響尾蛇素、大具窮複蛇素、扁頭腹蛇素、亞利桑那黑響尾蛇素、角響尾蛇素、西部菱背響尾蛇素、南美響尾蛇素、華剛蛇毒素、扁鼻蝮素、黃綠竹葉青蛇素、黃綠竹葉青抑制素、白眉複素、哈裡氏複抑制素、美洲矛頭複蛇素、美洲矛頭複蛇抑制素、複蛇毒素、葉林腹素、大盆地響尾蛇素、黑尾響尾蛇素、馬來亞蝮蛇毒蛋白、白眉複蟲它素、哈裡氏複素、大草原響尾蛇素、黃綠竹葉青蛇毒素、原矛頭複素、原矛頭複素酶、烏蘇裡複蛇素或霍皮響尾蛇素。
- 如請求項1所述之去整合蛋白變異體,其中該去整合蛋白變異體包含:(a)序列編號:1之連接子;(b)序列編號:11、12、13、14、15、18、19及20之任一RGD環;以及(c)序列編號:3、21、22及23之任一C端。
- 如請求項3所述之去整合蛋白變異體,其中該去整合蛋白變異體包含序列編號:1之連接子,序列編號:14之RGD環,以及序列編號:21之C端。
- 如請求項1所述之去整合蛋白變異體,其中該去整合蛋白變異體包含:(a)序列編號:9之連接子;(b)序列編號:14或20之RGD環;以及(c)序列編號:3、21或23之C端。
- 如請求項1所述之去整合蛋白變異體,更包含一聚乙二醇鏈,其具有2-20個乙二醇重複單元且連接於該去整合蛋白變異體的N端。
- 一藥學組合物,包含一有效量之請求項1所述之去整合蛋白變異體,以及一藥學上可接受之載體。
- 如請求項7所述之藥學組合物,其中該去整合蛋白變異體包含序列編號:1之連接子,序列編號:14之RGD環,以及序列編號:21之C端。
- 如請求項7所述之藥學組合物,其中該去整合蛋白變異體的N端更包含一與之連接的聚乙二醇鏈,其具有2-20個乙二醇重複單元。
- 一種去整合蛋白變異體於製備一藥物之用途,該藥物是用以治療一因血小板聚集所造成的疾病,其中該去整合蛋白變異體包含:(a)一連接子,具有序列編號:1或9的胺基酸序列;(b)一RGD環,具有一選自由序列編號:11、12、13、14、15、18、19及20所組成之群組的胺基酸序列;以及(c)一C端,具有一選自由序列編號:3、21、22及23所組成之群組的胺基酸序列。
- 如請求項10所述之用途,其中該去整合蛋白是白唇竹葉青素、食魚複素、墨西哥西海岸響尾蛇素、大具窮複蛇素、扁頭腹蛇素、亞利桑那黑響尾蛇素、角響尾蛇素、西部菱背響尾蛇素、南美響尾蛇素、華剛蛇毒素、扁鼻蝮素、黃綠竹葉青蛇素、黃綠竹葉青抑制素、白眉複素、哈裡氏複抑制素、美洲矛頭複蛇素、美洲矛頭複蛇抑制素、複蛇毒素、葉林腹素、大盆地響尾蛇素、黑尾響尾蛇素、馬來亞蝮蛇毒蛋白、白眉複蟲它素、哈裡氏複素、大草原響尾蛇素、黃綠竹葉青蛇毒素、原矛頭複素、原矛頭複素酶、烏蘇裡複蛇素或霍皮響尾蛇素。
- 如請求項10所述之用途,其中該去整合蛋白變異體包含:(a)序列編號:1之連接子;(b)序列編號:11、12、13、14、15、18、19及20之任一RGD環;以及(c)序列編號:3、21、22或23之C端。
- 如請求項12所述之用途,其中該去整合蛋白變異體包含序列編號:1之連接子,序列編號:14之RGD環,以及序列編號:21之C端。
- 如請求項10所述之用途,其中該去整合蛋白變異體包含:(a)序列編號:9之連接子;(b)序列編號:14或20之RGD環;以及(c)序列編號:3、21或23之C端。
- 如請求項10所述之用途,更包含一聚乙二醇鏈,其具有2-20個乙二醇重複單元且連接於該去整合蛋白變異體的N端。
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