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组织特异性WNT信号增强分子和其用途

阅读:413发布:2021-12-26

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1.一种组织特异性Wnt(“无翅相关整合位点”或“无翅和Int-1”或“无翅-Int”)信号增强分子或其药学上可接受的盐,其包括第一结构域和第二结构域,所述第一结构域特异性结合选自锌指和环指3(ZNRF3)和环指蛋白43(RNF43)的一个或多个跨膜E3泛素连接酶,所述第二结构域特异性结合组织特异性细胞表面分子,其中化合物增加了包括所述组织特异性细胞表面分子的组织中的Wnt信号传导。
2.根据权利要求1所述的分子,其中所述组织选自由以下组成的组:骨组织、肝组织、皮肤组织、胃组织、肠组织、口腔粘膜组织、肾组织、中枢神经系统组织、乳腺组织、味蕾组织、卵巢组织、内组织(包含耳蜗组织和前庭组织)、毛囊、胰腺组织、视网膜组织、膜组织、心脏组织和组织。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的分子,其中所述第一结构域包括第一多肽序列和/或所述第二结构域包括第二多肽序列。
4.根据权利要求3所述的分子,其中所述化合物是包括所述第一多肽序列和所述第二多肽序列的融合蛋白或抗体
5.根据权利要求3或权利要求4所述的分子,其中所述第一多肽序列包括:
a)R-脊椎蛋白多肽序列或其片段或变体,其中所述R-脊椎蛋白任选地为R-脊椎蛋白-
1、R-脊椎蛋白-2、R-脊椎蛋白-3或R-脊椎蛋白-4;或
b)R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1序列以及任选地野生型或突变的弗林蛋白酶结构域
2或其片段或变体,其中所述第一多肽序列与含富亮酸重复的G蛋白偶联受体4-6(LGR4-
6)的结合相比于全长R-脊椎蛋白任选地有所降低。
6.根据权利要求5所述的分子,其中所述R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1与存在于SEQ ID NO:1-4中的所述弗林蛋白酶1结构域中的任一个弗林蛋白酶1结构域具有至少90%的一致性。
7.根据权利要求3到6中任一项所述的分子,其中所述第二多肽序列是肽;多肽;抗体或其片段;或配体或其片段或变体。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的分子,其中:
a)所述组织是骨组织,并且所述细胞表面分子是甲状旁腺激素受体1(PTH1R);
b)所述组织是肝组织,并且所述细胞表面分子是脱唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1)、脱唾液酸糖蛋白受体2(ASGR2)、转蛋白受体2(TFR2)或溶质载体家族10成员1(SLC10A1);或c)所述组织是口腔粘膜,并且所述细胞表面分子是含Ly6/PLAUR结构域的蛋白3
(LYPD3)或桥粒芯糖蛋白(DSG3)。
9.根据权利要求3到8中任一项所述的分子,其中:
a)所述细胞表面分子是甲状旁腺激素受体1(PTH1R),并且所述第二多肽序列特异性结合PTH1R;
b)所述细胞表面分子是脱唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1),并且所述第二多肽序列特异性结合ASGR1;
c)所述细胞表面分子是脱唾液酸糖蛋白受体2(ASGR2),并且所述第二多肽序列特异性结合ASGR2;
d)所述细胞表面分子是溶质载体家族10成员1(SLC10A1),并且所述第二多肽序列特异性结合溶质载体家族10成员1(SLC10A1);
e)所述细胞表面分子是转铁蛋白受体2(TFR2),并且所述第二多肽序列特异性结合TFR2;
f)所述细胞表面分子是含Ly6/PLAUR结构域的蛋白3(LYPD3),并且所述第二多肽序列特异性结合LYPD3;或
g)所述细胞表面分子是桥粒芯糖蛋白(DSG3),并且所述第二多肽序列特异性结合
DSG3,
其中所述第二多肽是所述细胞表面分子的抗体或其片段或不同于抗体的肽或多肽、小分子、或配体或其片段或变体。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的分子,其中所述第一结构域和所述第二结构域通过接头部分连接。
11.根据权利要求10所述的分子,其中所述接头部分是肽基接头序列。
12.根据权利要求11所述的分子,其中所述接头序列包括选自由以下组成的组的一个或多个氨基酸:甘氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸和丙氨酸。
13.一种编码根据权利要求4到12中任一项所述的融合蛋白的核酸序列。
14.根据权利要求13所述的核酸序列,其中所述核酸序列是DNA或mRNA。
15.一种载体,其包括根据权利要求13所述的核酸序列。
16.根据权利要求15所述的载体,其中所述载体是表达载体,所述表达载体包括可操作地连接到所述核酸序列的启动子序列。
17.根据权利要求15所述的载体,其中所述载体是病毒,所述病毒包括可操作地连接到所述核酸序列的启动子序列。
18.一种宿主细胞,其包括根据权利要求16所述的载体。
19.一种用于产生根据权利要求4到12中任一项所述的融合多肽的方法,所述方法包括:在所述融合多肽由所述表达载体表达的条件下培养根据权利要求18所述的宿主细胞。
20.根据权利要求19所述的方法,其进一步包括分离产生的所述融合多肽的步骤。
21.一种药物组合物,其包括:
(i)有效量的根据权利要求1到12中任一项所述的分子、根据权利要求13到14中任一项所述的核酸序列、根据权利要求15到17中任一项所述的载体或根据权利要求18所述的宿主细胞;以及
(ii)药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂。
22.根据权利要求21所述的药物组合物,其包括所述有效量的根据权利要求1到12中任一项所述的分子以及有效量的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子。
23.根据权利要求21所述的药物组合物,其包括所述有效量的根据权利要求13到14中任一项所述的核酸序列以及有效量的对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列,其中对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列任选地为DNA或mRNA。
24.根据权利要求23所述的药物组合物,其中根据权利要求13到14中任一项所述的核酸序列和/或对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列是经过修饰的mRNA。
25.根据权利要求22所述的药物组合物,其包括所述有效量的根据权利要求15到17中任一项所述的载体和有效量的包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的载体,其中包括对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列的所述载体任选地为表达载体。
26.一种药物组合物,其包括:
(i)有效量的对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸;以及(ii)药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂。
27.根据权利要求26所述的药物组合物,其中所述核酸为DNA或mRNA,任选地经过修饰的mRNA。
28.根据权利要求26所述的药物组合物,其中所述核酸存在于表达载体中,任选地存在于病毒载体中。
29.根据权利要求22到28中任一项所述的药物组合物,其中所述Wnt多肽是选自以下的哺乳动物Wnt多肽:Wnt1、Wnt2、Wnt2B、Wnt3、Wnt3A、Wnt4、Wnt5A、Wnt5B、Wnt6、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8A、Wnt8B、Wnt9A、Wnt9B、Ant10A、Wnt10B、Wnt11和Wnt16以及前述Wnt多肽中的任一个Wnt多肽的功能变体和片段。
30.根据权利要求22到28中任一项所述的药物组合物,其中所述Norrin多肽是哺乳动物Norrin多肽或其功能变体或片段。
31.根据权利要求22到28中任一项所述的药物组合物,其中所述Wnt信号传导激动剂分子是使卷曲(Fzd)受体与Lrp5/6二聚化的溶性Wnt信号传导激动剂。
32.根据权利要求31所述的药物组合物,其中所述wnt信号传导激动剂分子包括多肽。
33.根据权利要求32所述的药物组合物,其中所述多肽包括对一种或多种Fzd蛋白具有高亲和的结合结构域和对Lrp5/Lrp6蛋白具有高亲和力的结合结构域,并且其中所述结合结构域任选地直接连接或通过接头连接。
34.一种用于增加靶组织中的Wnt(“无翅相关整合位点”或“无翅和Int-1”或“无翅-Int”)信号传导的方法,所述方法包括使所述靶组织与以下接触
a)根据权利要求1到12中任一项所述的分子;根据权利要求13到14中任一项所述的核酸;根据权利要求15到17中任一项所述的载体;或根据权利要求18所述的宿主细胞,其中所述第二结构域特异性结合所述靶组织上的细胞特异性表面分子,并且其中根据权利要求1到12中任一项所述的分子结合所述靶组织并且螯合选自锌指和环指3(ZNRF3)和环指蛋白
43(RNF43)的一种或多种跨膜E3泛素连接酶或增加其在所述靶组织中的内吞作用。和/或b)Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子;对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列;包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的载体;或包括表达载体的宿主细胞,所述表达载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列;其中对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列任选地为DNA或mRNA,任选地经过修饰的mRNA。
35.根据权利要求34所述的方法,其包括使所述靶组织与根据权利要求1到12中任一项所述的分子接触。
36.根据权利要求34所述的方法,其包括使所述靶组织与根据权利要求13到14中任一项所述的核酸接触。
37.根据权利要求34所述的方法,其包括使所述靶组织与根据权利要求15到17中任一项所述的载体接触。
38.根据权利要求34所述的方法,其包括使所述靶组织与对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列接触。
39.根据权利要求34到39中任一项所述的方法,其中:
a)所述组织是骨组织,并且所述细胞表面分子是甲状旁腺激素受体1(PTH1R);
b)所述组织是肝组织,并且所述细胞表面分子是脱唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1)、脱唾液酸糖蛋白受体2(ASGR2)、转铁蛋白受体2(TFR2)或溶质载体家族10成员1(SLC10A1);或c)所述组织是口腔粘膜组织,并且所述细胞表面分子是含Ly6/PLAUR结构域的蛋白3(LYPD3)或桥粒芯糖蛋白(DSG3)。
40.一种用于治疗预防有需要的受试者的疾病或病状的方法,其中所述疾病或病症与降低的Wnt(“无翅相关整合位点”或“无翅和Int-1”或“无翅-Int”)信号传导相关或者将受益于增加的Wnt信号传导,所述方法包括向所述受试者提供有效量的根据权利要求21到
33中任一项所述的药物组合物。
41.根据权利要求40所述的方法,其进一步包括向所述受试者提供药物组合物,所述药物组合物包括:药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂;以及有效量的:
(a)Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子;
(b)对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列,其中对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列任选地为DNA或mRNA;
(c)包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的载体,其中包括对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列的所述载体任选地为表达载体;或
(d)包括表达载体的宿主细胞,所述表达载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸。
42.根据权利要求41所述的方法,其包括向所述受试者提供包括有效量的根据权利要求1到12中任一项所述的分子的药物组合物和包括有效量的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子的药物组合物。
43.根据权利要求41所述的方法,其包括向所述受试者提供包括有效量的根据权利要求13到14中任一项所述的核酸序列的药物组合物和包括有效量的对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的药物组合物,其中所述核酸序列中的一个或两个核酸序列任选地为DNA或mRNA,任选地经过修饰的mRNA。
44.根据权利要求41所述的方法,其包括向所述受试者提供包括有效量的根据权利要求15到17中任一项所述的载体的药物组合物和包括有效量的载体,所述载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的药物组合物,其中所述载体中的一个或两个载体任选地为表达载体或病毒载体。
45.一种用于治疗或预防有需要的受试者的疾病或病状的方法,其中所述疾病或病症与降低的Wnt(“无翅相关整合位点”或“无翅和Int-1”或“无翅-Int”)信号传导相关或者将受益于增加的Wnt信号传导,所述方法包括向所述受试者提供药物组合物,所述药物组合物包括:药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂;以及有效量的:
a)对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列,其中对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列任选地为DNA或mRNA,任选地经过修饰的mRNA;
b)包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的载体,其中包括对所述Wnt多肽、所述Norrin多肽或所述Wnt信号传导激动剂分子进行编码的所述核酸序列的所述载体任选地为表达载体;或
c)包括表达载体的宿主细胞,所述表达载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸。
46.根据权利要求41到45中任一项所述的方法,其中所述Wnt多肽是选自以下的哺乳动物Wnt多肽:Wnt1、Wnt2、Wnt2B、Wnt3、Wnt3A、Wnt4、Wnt5A、Wnt5B、Wnt6、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8A、Wnt8B、Wnt9A、Wnt9B、Ant10A、Wnt10B、Wnt11和Wnt16以及前述Wnt多肽中的任一个Wnt多肽的功能变体和片段。
47.根据权利要求41到45中任一项所述的方法,其中所述Norrin多肽是哺乳动物
Norrin多肽或其功能变体或片段。
48.根据权利要求41到45中任一项所述的方法,其中所述Wnt信号传导激动剂分子是使卷曲(Fzd)受体与Lrp5/6二聚化的水溶性Wnt信号传导激动剂。
49.根据权利要求41所述的方法,其中所述wnt信号传导激动剂分子包括多肽。
50.根据权利要求42所述的方法,其中所述多肽包括对一种或多种Fzd蛋白具有高亲和力的结合结构域和对Lrp5/Lrp6蛋白具有高亲和力的结合结构域,并且其中所述结合结构域任选地直接连接或通过接头连接。
51.根据权利要求40到50中任一项所述的方法,其中所述疾病或病症是组织疾病或病症,所述组织选自由以下组成的组:骨组织、肝组织、皮肤组织、胃组织、肠组织、口腔粘膜组织、肾组织、中枢神经系统组织、乳腺组织、味蕾组织、卵巢组织、内耳组织(包含耳蜗组织和前庭组织)、毛囊、胰腺组织、视网膜组织、角膜组织、心脏组织和肺组织。
52.根据权利要求51所述的方法,其中所述疾病或病症是:
a)骨组织疾病或病症,并且所述细胞表面受体是甲状旁腺激素受体1(PTH1R);
b)肝组织疾病或病症,并且所述细胞表面受体是脱唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1)、脱唾液酸糖蛋白受体2(ASGR2)、转铁蛋白受体2(TFR2)或溶质载体家族10成员1(SLC10A1);或c)口腔粘膜组织疾病或病症,并且所述细胞表面受体是含Ly6/PLAUR结构域的蛋白3(LYPD3)或桥粒芯糖蛋白(DSG3)。
53.根据权利要求40到50中任一项所述的方法,其中所述疾病或病状选自由以下组成的组:骨折、骨质疏松症、骨质疏松性骨折、脊柱融合、矫形装置的骨整合、肌-骨整合、牙齿生长和再生、牙种植、牙周疾病、颌面重建、颌骨坏死、脱发、听力丧失、前庭机能减退、黄斑变性、玻璃体视网膜病变、视网膜变性疾病、福斯氏营养不良、中、创伤性脑损伤、阿尔茨海默病、多发性硬化症、脊髓损伤、口腔粘膜炎、短肠综合征、炎性肠病(IBD)、代谢综合征、糖尿病、胰腺炎、胰腺外分泌机能不全、伤口愈合、糖尿病足溃疡、冠状动脉疾病、急性肾损伤、慢性肾病、慢性阻塞性肺病(COPD)、急性肝功能衰竭、急性酒精性肝损伤、丙型肝炎病毒(HCV)慢性肝病、HCV患者抗病毒后药物治疗、乙型肝炎病毒(HBV)慢性肝病、HBV患者抗病毒后药物治疗、慢性酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病和非酒精性脂肪性肝炎(NASH)、肝硬化以及所有原因的慢性肝功能不全。
54.根据权利要求40到53中任一项所述的方法,其中胃肠外地、口服地、肌肉内地、局部地(locally)或局部地(topically)提供所述药物组合物。
55.根据权利要求40到54中任一项所述的方法,其中所述受试者是哺乳动物,任选地人。

说明书全文

组织特异性WNT信号增强分子和其用途

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2017年1月26日提交的美国临时申请第62/450,804号和于2017年4月19日提交的美国临时申请第62/487,135号的优先权,所述美国临时申请中的每一个都以
全文引用的方式并入本文中。
[0003] 关于序列表声明
[0004] 与本申请相关的序列表以文本格式提供以代替纸质副本,并且在此通过引用并入本说明书中。包含序列表的文本文件的名称是SRZN_003_02WO_ST25.txt。所述文本文件为
454KB,于2018年1月26日创建,并且通过EFS-Web以电子方式提交。

技术领域

[0005] 本公开涉及组织特异性Wnt信号增强分子(例如,融合蛋白)以及使用组织特异性Wnt信号增强分子介导E3连接酶、ZNRF3/RNF43的组织特异性内化或螯合从而以组织特异性
方式稳定Wnt受体并增强Wnt信号传导并治疗预防各种疾病和病症的相关方法,所述组织
特异性Wnt信号增强分子包括结合E3泛素连接酶、ZNRF3或RNF43的结构域和组织特异性细
胞表面受体结合结构域。

背景技术

[0006] Wnt(“无翅相关整合位点”或“无翅和Int-1”或“无翅-Int”)配体和其信号在控制多个基本器官和组织(包含骨、肝、皮肤、胃、肠、肾、中枢神经系统、乳腺、味蕾、卵巢、蜗和许多其它组织)的发育、内稳态和再生中发挥了关键作用(例如,由Clevers、Loh和Nusse综述,2014;346:1248012)。对Wnt信号传导通路的调节具有治疗退行性疾病和组织损伤的潜。为了实现此目标,期望开发以组织特异性或细胞类型特异性的方式调节Wnt信号传导活性的策略以避免不希望的效果。将Wnt信号传导作为治疗剂调节的挑战之一是存在多个Wnt配体和Wnt受体、卷曲受体1-10(Fzd1-10),其中许多组织表达多个Fzd和重叠的Fzd。典型
Wnt信号还涉及作为共受体的低密度脂蛋白(LDL)受体相关蛋白5(LRP5)或低密度脂蛋白
(LDL)受体相关蛋白6(LRP6),所述共受体在除了Fzd之外的各种组织中广泛表达。
[0007] R-脊椎蛋白1-4是扩增Wnt信号的配体家族。R-脊椎蛋白中的每一个通过受体复合物起作用,所述受体复合物一端含有锌指和环指3(ZNRF3)或环指蛋白43(RNF43)并且另一
端含有含富亮酸重复的G蛋白偶联受体4-6(LGR4-6)(例如,由Knight和Hankenson综述,
2014《, 基质生物学(Matrix Biology)》;37:157-161)。R-脊椎蛋白也可能通过另外的作用机制发挥作用。ZNRF3和RNF43是两种膜结合的E3连接酶,其特异性靶向Wnt受体(Fzd1-10和LRP5或LRP6)以进行降解。R-脊椎蛋白与ZNRF3/RNF43和LGR4-6的结合使三元复合物清除或
螯合,所述三元复合物从Wnt受体中移除E3连接酶并稳定Wnt受体,从而导致Wnt信号增强。
每个R-脊椎蛋白含有两个弗林蛋白酶结构域(1和2),其中弗林蛋白酶结构域1与ZNRF3/
RNF43结合,并且弗林蛋白酶结构域2与LGR4-6结合。含有弗林蛋白酶结构域1和2的R-脊椎
蛋白的片段足以使Wnt信号传导扩增。虽然R-脊椎蛋白效果依赖于Wnt信号,但由于LGR4-6
和ZNRF3/RNF43两者在各种组织中广泛表达,因此R-脊椎蛋白的效果是非组织特异性的。
[0008] 显而易见的是,本领域需要用于治疗和预防具体疾病和病症的组织特异性Wnt信号增强分子。本发明通过提供可用于以组织特异性方式增强Wnt活性的组合物和方法来解
决此需要。

发明内容

[0009] 本发明涉及组织特异性Wnt信号增强分子以及其例如在增加靶组织中Wnt信号传导并治疗将受益于增加的Wnt信号传导的疾病或病状方面的用途。
[0010] 在一个实施例中,本发明提供了一种组织特异性Wnt信号增强分子或其药学上可接受的盐,其包括第一结构域和第二结构域,所述第一结构域特异性结合选自ZNRF3和
RNF43的一个或多个跨膜E3泛素连接酶,所述第二结构域特异性结合组织特异性细胞表面
分子,其中所述分子增加了包括所述组织特异性细胞表面分子的组织中的Wnt信号传导。在某些实施例中,所述组织选自由以下组成的组:骨组织、肝组织、皮肤组织、胃组织、肠组织、口腔粘膜组织、肾组织、中枢神经系统组织、乳腺组织、味蕾组织、卵巢组织、内耳组织(包含耳蜗组织和前庭组织)、毛囊、胰腺组织、视网膜组织、血管组织、膜组织、心脏组织和组织。在各个实施例中,所述第一结构域和所述第二结构域中的任一者或两者是多肽、抗体、小分子、天然配体、非天然配体或其变体。
[0011] 在Wnt信号增强分子的特定实施例中,所述第一结构域包括第一多肽序列和/或所述第二结构域包括第二多肽序列。在特定实施例中,所述分子是包括所述第一多肽序列和
所述第二多肽序列的融合蛋白。在某些实施例中,所述第一多肽序列包括R-脊椎蛋白序列
或其片段或变体。在特定实施例中,所述R-脊椎蛋白是R-脊椎蛋白-1、R-脊椎蛋白-2、R-脊椎蛋白-3或R-脊椎蛋白-4,例如,人R-脊椎蛋白-1-4。在某些实施例中,所述第一多肽序列包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其片段或变体。在特定实施例中,所述第一多肽序列是野生型序列或经过修饰的序列。另外,所述第一多肽序列与LGR4-6的结合相比于与对应
的天然全长R-脊椎蛋白的结合可以有所增加、类似或有所降低。在一些实施例中,所述R-脊椎蛋白或所述R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1与存在于SEQ ID NO:1-4中的所述R-脊椎蛋
白或所述R-脊椎蛋白弗林蛋白酶1结构域中的任一个具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或至少95%的一致性。在某些实施例中,所述第二多肽序列是多肽;抗体或其片段或变体;或配体或其片段或变体。
[0012] 在本文公开的所述组织特异性Wnt信号增强分子的某些说明性实施例中:所述组织是骨组织,并且所述细胞表面受体是甲状旁腺激素受体1(PTH1R);所述组织是肝组织,并且所述细胞表面受体是脱唾液酸糖蛋白受体1(ASGR1)、脱唾液酸糖蛋白受体2(ASGR2)、转
蛋白受体2(TFR2)或溶质载体家族10成员1(SLC10A1);或者所述组织是口腔粘膜组织,并且所述细胞表面受体是含LY6/PLAUR结构域的蛋白3(LYPD3)或桥粒芯糖蛋白3(DSG3)。
[0013] 在本文公开的所述组织特异性Wnt信号增强分子的某些说明性实施例中:所述细胞表面分子是PTH1,并且所述第二多肽序列特异性结合PTH1R;所述细胞表面分子是ASGR1,并且所述第二多肽序列特异性结合ASGR1;所述细胞表面分子是ASGR2,并且所述第二多肽
序列特异性结合ASGR2;所述细胞表面分子是SLC10A1,并且所述第二多肽序列特异性结合
SLC10A1;所述细胞表面分子是TFR2,并且所述第二多肽序列特异性结合TFR2;所述细胞表面分子是LYPD3,并且所述第二多肽序列特异性结合LYPD3;或者所述细胞表面分子是DSG3,并且所述第二多肽序列特异性结合DSG3,其中所述第二多肽是所述细胞表面分子的抗体或
其片段、小分子、或配体或其片段或变体。
[0014] 在本文描述的所述组织特异性Wnt信号增强分子的特定实施例中,所述第一结构域和所述第二结构域通过接头部分连接。在某些实施例中,所述接头部分是肽基接头序列。
在特定实施例中,所述肽基接头序列包括选自由以下组成的组的一个或多个氨基酸:甘氨
酸、天冬酰胺、丝氨酸、苏氨酸和丙氨酸。
[0015] 在特定实施例中,本文描述的所述组织特异性Wnt信号增强分子由单个多肽(例如,包括所述第一结构域和所述第二结构域的融合蛋白)组成。在某些实施例中,本文描述的所述组织特异性Wnt信号增强分子包括两种或更多种多肽,如包括两种或更多种融合蛋
白的二聚体或多聚体,所述两种或更多种融合蛋白各自包括所述第一结构域和所述第二结
构域,其中所述两种或更多种多肽例如通过接头部分或通过所述两种或更多种多肽中的每
一种多肽中的氨基酸残基之间的键(例如,半胱氨酸残基之间的分子间二硫键)连接。在特
定实施例中,本文描述的所述组织特异性Wnt信号增强分子包括两种或更多种多肽序列。例如,组织特异性Wnt信号增强分子可以包括构成所述第一结构域或所述第二结构域的抗体
重链和抗体轻链(或其抗原结合片段),其中另一个结构域(即所述第二结构域或所述第一
结构域)作为融合蛋白或通过接头部分与所述抗体重链或所述抗体轻链连接。在特定实施
例中,另一个结构域与所述重链的N端、所述重链的C端、所述轻链的N端或所述轻链的C端连接。这种结构在本文中可以称为附加IgG支架或格式。
[0016] 在相关实施例中,本发明包含一种编码本文公开的组织特异性Wnt信号增强融合蛋白或其亚单位的核酸序列,例如,具有附加的或融合的第一结构域或第二结构域的抗体
重链或抗体轻链。在进一步相关的实施例中,本发明包含一种包括所述核酸序列的载体。在一些实施例中,所述载体是表达载体,所述表达载体包括例如以适合于在细菌细胞或真核
细胞中表达的方式可操作地连接到所述核酸序列的启动子序列。在另一个实施例中,所述
载体被工程化成体外转译和修饰功能性mRNA。在进一步相关的实施例中,本发明包含一种
包括所述载体的宿主细胞。在又另一个进一步相关的实施例中,本发明包含一种用于产生
本文描述的组织特异性Wnt信号增强融合蛋白的方法,所述方法包括在所述融合多肽由所
述表达载体表达的条件下培养所述宿主细胞。在一些实施例中,所述方法进一步包括分离
产生的所述融合多肽的步骤。
[0017] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括:本文描述的组织特异性Wnt信号增强分子或其药学上可接受的盐;以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂。
[0018] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括多核苷酸,所述多核苷酸包括对本文描述的组织特异性Wnt信号增强分子或其药学上可接受的盐
以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂进行编码的核酸序列。在特定实施例中,所述核酸序列包括DNA或mRNA,任选地经过修饰的mRNA。
[0019] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括载体,所述载体包括对组织特异性Wnt信号增强分子或其药学上可接受的盐以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂进行编码的核酸序列。在特定实施例中,所述载体包括可操作地连接到所述核酸序列的启动子,所述启动子驱动所述组织特异性Wnt信号增强分子的表达。在某些实施例中,所述载体是表达载体或病毒载体。
[0020] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括多核苷酸,所述多核苷酸包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂(例如,天然或工程化的)或其药学上可接受的盐以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂进行编码的核酸序列。
在特定实施例中,所述核酸序列包括DNA或mRNA,任选地经过修饰的mRNA。
[0021] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括载体,所述载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂(例如,天然或工程化的)或其药学上可接受的盐以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂进行编码的核酸序列。在特定实
施例中,所述载体包括可操作地连接到所述核酸序列的启动子,所述启动子驱动所述Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂的表达。在某些实施例中,所述载体是表达载体或病毒载体。
[0022] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括:本文描述的组织特异性Wnt信号增强分子或其药学上可接受的盐;Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂或其药学上可接受的盐;以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂。
[0023] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括:多核苷酸,所述多核苷酸包括对本文描述的组织特异性Wnt信号增强分子或其药学上可接受的盐进行编码的核酸序列;多核苷酸,所述多核苷酸包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂或其药学上可接受的盐进行编码的核酸序列;以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或
载剂。在特定实施例中,所述核酸序列包括DNA或mRNA,任选地经过修饰的mRNA。
[0024] 在另一个实施例中,本发明提供了一种药物组合物,所述药物组合物包括:载体,所述载体包括对组织特异性Wnt信号增强分子或其药学上可接受的盐进行编码的核酸序列;载体,所述载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂或其药学上可接受的盐进行编码的核酸序列;以及药学上可接受的稀释剂、佐剂或载剂。在特定实施例中,所述载体包括可操作地连接到所述核酸序列的启动子,所述启动子驱动所述组织特异性Wnt信
号增强分子的表达。在某些实施例中,所述载体是表达载体或病毒载体。
[0025] 在另外的实施例中,本发明包含一种用于增加靶组织中的Wnt信号传导的方法,所述方法包括使所述靶组织与本文描述的组织特异性Wnt信号增强分子接触,其中所述第二
结构域特异性结合所述靶组织上的细胞特异性表面分子,并且其中所述组织特异性Wnt信
号增强分子结合所述靶组织并螯合选自ZNRF3和RNF43的一种或多种跨膜E3泛素连接酶或
增加其在所述靶组织中的内吞作用。
[0026] 在本文描述的所述方法中的任一种方法的某些实施例中:所述组织是骨组织,并且所述细胞表面分子是PTH1R;所述组织是肝组织,并且所述细胞表面分子是ASGR1、ASGR2、TFR2或SLC10A1;或者所述组织是口腔粘膜组织,并且所述细胞表面受体是LYPD3或DSG3。在特定实施例中,使所述靶组织或所述靶细胞与包括对所述组织特异性Wnt信号增强分子进
行编码的核酸序列的多核苷酸或包括对所述组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸
序列的载体(例如,表达载体或病毒载体)接触。
[0027] 在另外的实施例中,本发明包含一种用于增加靶组织中的Wnt信号传导的方法,所述方法包括使所述靶组织与Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂或其药学上可接受
的盐接触。在特定实施例中,使所述靶组织或所述靶细胞与包括对所述Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂或其药学上可接受的盐进行编码的核酸序列的多核苷酸或与包括
对所述Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂或其药学上可接受的盐进行编码的核酸
序列的载体(例如,表达载体或病毒载体)接触。
[0028] 在另外的实施例中,本发明包含一种用于增加靶组织中的Wnt信号传导的方法,所述方法包括使所述靶组织与以下接触:本文描述的组织特异性Wnt信号增强分子,其中所述第二结构域特异性结合所述靶组织上的细胞特异性表面分子,并且其中所述组织特异性
Wnt信号增强分子结合所述靶组织并螯合选自ZNRF3和RNF43的一种或多种跨膜E3泛素连接
酶或增加其在所述靶组织中的内吞作用;以及Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂
或其药学上可接受的盐。在特定实施例中,使所述靶组织或所述靶细胞与包括对所述组织
特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列的多核苷酸和对所述Wnt多肽、Norrin多肽或
Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸接触。在其它实施例中,使所述靶组织或所述靶细胞与包括对所述组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列的载体和对所述Wnt多肽、
Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的载体接触。
[0029] 在又另一个相关的实施例中,本发明包含一种用于治疗或预防有需要的受试者的疾病或病状的方法,其中所述疾病或病状与降低的Wnt信号传导相关或者将受益于增加的
Wnt信号传导,所述方法包括向所述受试者提供有效量的药物组合物,所述药物组合物包括单独地或与Wnt、Norrin或Wnt活化/模拟分子组合的所述组织特异性Wnt信号增强分子或其
药学上可接受的盐。在特定实施例中,使用单独地或与包括包含对所述Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的多核苷酸(例如,DNA或mRNA)或包含对
所述Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的载体(例如,表达载体或病毒载体)的药物组合物组合的包括包含对所述组织特异性Wnt信号增强分子进
行编码的核酸序列的多核苷酸(例如,DNA或mRNA)或包含对所述组织特异性Wnt信号增强分
子进行编码的核酸序列的载体(例如,表达载体或病毒载体)的药物组合物执行所述方法。
[0030] 在又另一个相关的实施例中,本发明包含一种用于治疗或预防有需要的受试者的疾病或病状的方法,其中所述疾病或病状与降低的Wnt信号传导相关或者将受益于增加的
Wnt信号传导,所述方法包括向所述受试者提供有效量的药物组合物,所述药物组合物包括Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子。在特定实施例中,使用包括包含对所述
Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列的多核苷酸(例如,
DNA或mRNA)或包含对所述Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸
序列的载体(例如,表达载体或病毒载体)的药物组合物执行所述方法。
[0031] 在本文描述的所述治疗方法中的任一种治疗方法的特定实施例中,所述疾病或病症是组织疾病或病症,所述组织选自由以下组成的组:骨组织、肝组织、皮肤组织、胃组织、肠组织、口腔粘膜组织、肾组织、中枢神经系统组织、乳腺组织、味蕾组织、卵巢组织、内耳组织(包含耳蜗组织和前庭组织)、毛囊、胰腺组织、视网膜组织、血管组织、角膜组织、心脏组织和肺组织。在某些说明性实施例中,所述疾病或病症是:骨组织疾病或病症,并且所述细胞表面受体是PTH1R;或肝组织疾病或病症,并且所述细胞表面受体是ASGR1、ASGR2、TFR2或SLC10A1;或口腔粘膜组织疾病或病症,并且所述细胞表面受体是LYPD3或DSG3。在某些说明性实施例中,所述疾病或病状选自由以下组成的组:骨折、骨质疏松症、骨质疏松性骨折、脊柱融合、矫形装置的骨整合、肌-骨整合、牙齿生长和再生、牙种植、牙周疾病、颌面重建、颌骨坏死、脱发、听力丧失、前庭机能减退、黄斑变性、玻璃体视网膜病变、视网膜变性疾病、糖尿病视网膜病变、福斯氏营养不良、中、创伤性脑损伤、阿尔茨海默病、多发性硬化症、脊髓损伤、口腔粘膜炎、肠道粘膜炎、短肠综合征、炎性肠病(IBD)、代谢综合征、糖尿病、胰腺炎、胰腺外分泌机能不全、伤口愈合、糖尿病足溃疡、冠状动脉疾病、急性肾损伤、慢性肾病、慢性阻塞性肺病(COPD)、特发性肺间质纤维化、急性肝功能衰竭、急性酒精性肝损伤、丙型肝炎病毒(HCV)慢性肝病、HCV患者抗病毒后药物治疗、乙型肝炎病毒(HBV)慢性肝病、HBV患者抗病毒后药物治疗、慢性酒精性肝病、非酒精性脂肪性肝病和非酒精性脂肪性肝炎
(NASH)、肝硬化以及所有原因的慢性肝功能不全。在本文描述的所述治疗或预防方法中的
任一种治疗或预防方法的特定实施例中,全身地、胃肠外地、口服地、肌肉内地、局部地
(locally)或局部地(topically)提供所述药物组合物。在特定实施例中,所述受试者是哺
乳动物,任选地人。
附图说明
[0032] 在所附权利要求中具体阐述了本公开的特征。通过参考对说明性实施例进行阐述的以下详细描述和附图,将获得对本发明的特征和优点的更好理解,在所述说明性实施例
中利用了本发明的原理。
[0033] 图1提供了描绘R-脊椎蛋白与ZNRF3/RNF43和LGR4-6结合的图。左图示出了与ZNRF3/RNF43和LGR4-6结合的野生型R-脊椎蛋白,并且右图示出了缺乏能够与ZNRF3/RNF43
结合但不能或者损害与LGR4-6结合的弗林蛋白酶结构域2(或具有突变的弗林蛋白酶结构
域2)的无活性R-脊椎蛋白突变体。
[0034] 图2提供了本文公开的组织特异性Wnt信号增强分子的一个实施例的示意图。所述分子是复合分子,包含但不限于融合蛋白,所述融合蛋白包括与组织特异性细胞表面蛋白
结合的“靶向结构域”和能够与ZNRF3和/或RNF43结合的“作用结构域”。
[0035] 图3提供了展示本文描述的组织特异性Wnt信号增强分子的作用并且示出所述分子优先与靶组织结合的图。在缺乏特异性靶向细胞表面受体的非靶组织中,组织特异性Wnt信号增强分子可以或可以不与ZNRF3/RNF43结合、不内化或移除E3连接酶,并且在非靶组织中基本上无活性(上图)。在具有特异性靶向细胞表面受体的靶组织中,组织特异性Wnt信号增强分子通过其靶向结构域与靶向组织结合,并且作用结构域与所靶向组织上的ZNRF3/
RNF43结合并触发所靶向组织中的ZNRF3/RNF43的螯合或内吞作用(下图)。
[0036] 图4示出了所有四种人R-脊椎蛋白(Rspo1(SEQ ID NO:1);Rspo2(SEQ ID NO:2);Rspo3(SEQ ID NO:3);和Rspo4(SEQ ID NO:4))的比对,其中弗林蛋白酶结构域1(Fu1)和弗林蛋白酶结构域2(Fu2)分别以浅色和深色阴影阴影化。Fu1结构域通常对应于:SEQ ID NO:
1的大约氨基酸残基38-94;SEQ ID NO:2的大约氨基酸残基37-93;SEQ ID NO:3的大约氨基酸残基39-95;以及SEQ ID NO:4的大约氨基酸残基32-88。Fu2结构域通常对应于:SEQ ID NO:1的大约氨基酸残基97-144;SEQ ID NO:2的大约氨基酸残基96-143;SEQ ID NO:3的大
约氨基酸残基98-144;以及SEQ ID NO:4的大约氨基酸残基91-137。
[0037] 图5A-5D通过说明性组织特异性Wnt信号增强融合蛋白显示了Wnt信号传导的细胞特异性上调。图5A提供了所测试的三种构建体的方案。从上到下:(1)与功能性人Rspo2片段融合的抗GFP(SEQ ID NO:6;编码性DNA提供于SEQ ID NO:5中),所述功能性人Rspo2片段含有野生型Fu1和Fu2结构域(氨基酸残基37-143);(2)与在Fu2结构域中具有点突变(F105A/
F109A)的人Rspo2融合的抗GFP(SEQ ID NO:8;编码性DNA提供于SEQ ID NO:7中),所述点突变消除所述人Rspo2与LGR蛋白结合;以及(3)与同一Rspo2突变体构建体融合的与人肝/肝
细胞特异性表面受体ASGR1结合的一种抗体(SEQ ID NO:10;编码性DNA提供于SEQ ID NO:9
中)。图5B示出了对分别代表肝细胞和非肝细胞的人肝癌Huh-7细胞和人表皮样癌A431细胞
中ASGR1/2和ZNRF3/RNF43表达进行的定量PCR分析。上图示出了与同一细胞系中的GAPDH对
照相比的相关表达平。下图示出了与Huh-7中设置为1的相对水平的比较。图5C示出了监
测Huh-7细胞中Wnt增强活性的报告子测定的结果。此图示出了监测Wnt信号传导活性的
Super Top Flash(STF)报告子测定的结果。细胞含有由Wnt响应性启动子控制的荧光素酶
基因。由表达如所指定的经过设计的融合蛋白的质粒对细胞进行瞬时转染。在转染后三小
时,加入Wnt3a条件培养基以占培养基总体积的10%。转染后四十小时,测定细胞的荧光素酶活性。将荧光素酶活性相对于模拟转染(无DNA)归一化。此图的下方示出了融合蛋白的蛋白质印迹。所有融合蛋白在N端处含有用于分泌的信号肽(所述信号肽在蛋白成熟过程中被
切除)并且在C端处含有用于检测的FLAG标签。抗体呈单链可变片段(scFv)的形式。使用抗
FLAG单克隆抗体M2、使用刚好在荧光素酶测定之前采集的培养上清液,通过蛋白质印迹分
析10μl的培养上清液。图5D示出了监测A431细胞中Wnt增强活性的报告子测定的结果。除了用表达人TFR2或人ASGR1的载体对细胞进行共转染之外,实验设置与图5C中描述的相同。
[0038] 图6A-6C提供了示出Rspo2突变的另外组合对基础活性和靶向活性的影响的图。图6A侧重于Fu1结构域内对于Rspo2与E3连接酶相互作用至关重要的若干指示性残基,并且示
出了这些突变与F105A/F109A双突变组合的作用。图6B示出了将LGR结合Fu2结构域中的双
突变缓解为指示性单点突变的作用。图6C提供了Fu2结构域的苯胺105(F105R)残基中的另
外的突变的实例,所述另外的突变作为F105A/F109A双突变的替代方案、作为减少与LGR蛋
白的相互作用的方法。如图6A-6C所示,F105R突变与F109A突变一起可以在不显著损害靶向活性的情况下降低基础水平。在图6C中,靶向结构域是抗人TFR1,图7A和7B中进行了进一步描述所述抗人TFR1。用所指定的构建体转染Huh-7细胞并且如图5A-5D的描述中所描述的对
其进行测定。
[0039] 图7A-B提供了靶向第二受体(即人TFR1)的另一个实例。图7A示出了基于Huh-7细胞的瞬时转染的报告子测定。图7B示出了A431细胞中的同一测定。蛋白质印迹是来自检测
融合蛋白的FLAG标签的同一膜的图像。在图5A-5D的描述中可以找到更多程序细节。
[0040] 图8A-8C示出了通过经过纯化的蛋白增强Wnt信号传导活性,其中突变体Rspo2与呈scFv格式的靶向(抗ASGR1或抗TFR1)或非靶向(对照物、抗GFP)结构域融合。图8A示出了
由所指定的靶向结构域和作为作用结构域的突变体Rspo2构成的蛋白质的考染色凝胶
图像。左边是以kD为单位的蛋白质标准。图8B将ASGR1靶向的Rspo2(F105A/F109A)或(F109)突变体融合蛋白与阴性对照物(抗GFP构建体;左)和阳性对照物(Rspo2,右)的Huh-7细胞中的STF活性进行比较,其对应于在C端处具有His标签的人Rspo2Fu1和Fu2结构域(S36-
E143)。图8C提供了三种靶向蛋白与三种不同细胞系上的Rspo2阳性对照物的比较:人肝癌
Huh-7、人结直肠腺癌HT29和小鼠正常肝FL83B。ASGR1抗体可以与小鼠ASGR1交叉反应,而
TFR1抗体是人特异性的。所有三种细胞系都对报告基因进行了整合,并且在存在10%Wnt3a条件培养基的情况下用指定浓度的蛋白质处理约18小时。对于每个所测试的剂量,来自
Huh-7细胞的数据在左侧;来自HT29细胞的数据在中间;并且来自FL83B细胞的数据在右侧。
[0041] 图9显示了具有呈完整IgG格式的靶向结构域的构建体的靶向Wnt信号增强活性。顶部是附加IgG构建体的图。上图描绘了附加到针对GFP或人TFR1受体的人IgG2重链的N端
上的Rspo2F105R/F109A突变体。下图描绘了附加到针对GFP或人TFR1受体的人IgG2轻链的N
端上的Rspo2F105R/F109A突变体。用荧光素酶报告子将这些构建体(具有相应的轻链和重
链)与融合到Rspo2F105R/F109A突变体的TFR1单链可变片段(scFv)一起瞬时转染到
HEK293T细胞中(其表达TFR1受体)。底部是转染后40小时STF测定的图形概述。转染后,将
10%Wnt3a条件培养基加入培养物中。如在图5A-5D的描述中所描述的执行STF测定。
[0042] 图10提供了示出用Rspo2突变的另外的组合获得的结果的图,所述Rspo2突变的另外的组合作为减少与LGR蛋白的相互作用并且当与靶向结构域融合时支持靶向Wnt增强活
性的方法。通过瞬时转染将所指定的构建体引入到Huh-7细胞中。在图5A-5D的描述中可以
找到更多程序细节。
[0043] 图11A和11B将TFR1靶向的Rspo2(F105R/F109A)突变体融合蛋白与阴性对照物(抗GFP构建体)和阳性对照物(Rspo2)在Huh-7细胞中的STF活性进行了比较。荧光素酶活性采
用任意单位。在图8A-8C的描述中可以找到更多程序细节。
[0044] 图12提供了在用过表达ASGR1(左)或TFR2(右,用作对照)的质粒转染时响应于抗ASGR1-Rspo2(F105A/F109A)融合蛋白的非ASGR1表达性细胞系A431的比较。所有细胞系都
对荧光素酶报告基因进行了整合,并且首先用所指定的受体质粒进行转染。24小时后,在存在10%Wnt3a条件培养基的情况下用指定浓度的蛋白质处理细胞约18小时,然后测定荧光
素酶活性。
[0045] 图13显示了靶向人TFR1受体的经过纯化的附加IgG蛋白的Wnt信号刺激活性。将与针对TFR1的IgG2重链的N端融合的F105R/F109A Rspo2突变体与具有抗GFP的融合物以及
Rspo2阳性对照物进行比较。在含有STF报告子的两个细胞系中进行STF测定,左边是Huh-7
并且右边是HEK293T。两种细胞系都表达靶向受体TFR1。荧光素酶活性采用任意单位。
[0046] 图14A-14E示出了使用附加IgG的说明性支架获得的结果。如图14A的右图所描绘的,突变体Rspo2共价附接到重链的N端(N-HC)、轻链的N端(N-LC)或轻链的C端(C-LC)。分析了两种类型的IgG:IgG2(野生型,图14A-C)或IgG1(具有N297G“无效应子”突变,图14D-E)。
靶向抗体是抗人ASGR1和TFR1,并且对照抗体是抗GFP。在存在30%Wnt3a条件培养基的情况下,在Huh-7(hASGR1+/hTFR1+;图14A和图14D)、293(hASGR1-/hTFR1+;图14B和图14E)和
FL83B(小鼠细胞系,hASGR1-/hTFR1-;图14C)细胞系中测试经过纯化的蛋白的STF活性。
Rspo2用作阳性对照物。阴性对照物仅由30%Wnt3a条件培养基(仅“Wnt”)处理。
[0047] 图15A-15C提供了来自所有四种人R-脊椎蛋白的比较结果,其示出了所选择的细胞系中的靶向Wnt信号增强活性。图15A对人Huh-7(左)或HEK293T(右)细胞中与抗GFP(呈
scFv格式)融合的野生型人Rspo1-4的Fu1-Fu2结构域的Wnt信号增强活性进行了比较。图
15B显示了当在Huh-7(hASGR1+/hTFR1+)或HEK293T(hASGR1-/hTFR1+)细胞中与抗ASGR1或
抗TFR1融合时,人Rspo2突变体(F105A/F109A、“AA”;或F105R/F109A、“RA”)的(靶向)活性的增强,其中针对抗GFP的融合物作为基础的、非靶向活性的对照物。图15C显示了与抗GFP融合对照物相比,当与Huh-7或HEK293T细胞中的抗ASGR1或抗TFR1融合时,人Rspo3突变体的
(靶向)活性的增强。STF测定中提供了30%Wnt3a条件培养基。Rspo2用作阳性对照物。阴性对照物仅由30%Wnt3a条件培养基(仅“Wnt”)处理。
[0048] 图16A-16C提供了可以用于构建组织特异性Wnt信号传导增强子的Rspo3突变的非限制性实例。图16A列出了所测试的突变。将这些突变体Rspo3(Fu1-Fu2)结构域与抗ASGR1
或抗GFP scFv融合,并且在存在30%Wnt3a条件培养基的情况下通过STF测定在Huh-7细胞
中测试经过纯化的蛋白的活性。图16B(针对抗GFP对照物)和图16C(针对抗ASGR1靶向构建
体)中概述了结果。将Rspo2和与抗GFP融合的野生型Rspo3(Fu1-Fu2结构域)用作测定中的
阳性对照物。
[0049] 图17A和17B显示了Wnt信号增强分子设计的实例,其中作用结构域由结构上独立于Rspo支架的E3连接酶结合物构成。图17A展示了所测试的功能分子的结构,所述功能分子由针对人ZNRF3的Fab构成,所述人ZNRF3共价附接到针对人ASGR1或TFR1(或作为阴性对照
物的抗GFP)的IgG2重链的N端。图17B示出了使用人肝Huh-7细胞的STF结果。在存在30%Wnt条件培养基的情况下进行测定,并且将Rspo2用作阳性参照物。
[0050] 图18A-18B显示了通过特异性细胞表面受体将组织特异性Wnt信号增强子设计应用于另一种靶向组织(口腔粘膜)的实例。图18A示出了三种不同细胞系中的LYPD3、DSG3、
ZNRF3和RNF43基因表达的Q-PCR分析。CAL27和SCC25是源自人舌的鳞状细胞癌细胞系,并且A431是来自人皮肤的表皮样癌细胞系。上图示出了与ACTB基因对照相比的每个基因的相对
表达水平,并且下图示出了与CAL27中设置为1的每个基因的相对水平的比较。图18B示出了在存在30%Wnt3a条件培养基的情况下监测在处理16-18小时后指定蛋白的CAL27、SCC25和
A431细胞中的Wnt信号增强活性的STF报告子测定的结果。通过将Rspo2(F105R/F109A)突变
体与针对人LYPD3、人DSG3和GFP的单克隆抗体的重链的N端融合来构建蛋白质。Rspo2用作
参照。
[0051] 图19A-19C显示了说明性肝特异性Wnt信号增强分子的体内功能。图19A示出了实验方案。首先向8周龄的小鼠注射含hASGR1编码序列的AAV载体以将hASGR1的异位表达引入
肝中。七天后,用测试和对照蛋白处理一组八只的小鼠。八小时后,对小鼠进行安乐死并且取出肝样品进行基因表达的定量PCR分析。图19B示出了小鼠肝中异位hASGR1的表达水平。
处理剂量为:抗GFP(以1mg/kg)、Rspo2(以0.46mg/kg)、抗GFP-Rspo2(F105R/F109A)(以1mg/kg)或抗ASGR1-Rspo2(F105R/F109A)(以1mg/kg),单独地(左四组)或与3mg/kg的Wnt激动剂
蛋白(18R5-Dkk1c,Janda等人,2017《自然(Nature)》)组合(右4组)。图19C示出了响应于处理的Wnt信号传导靶基因Axin2的诱导。

具体实施方式

[0052] 本公开提供了组织特异性Wnt信号增强分子,其中在某些实施例中,所述分子:1)与组织特异性或细胞特异性细胞表面受体选择性地结合;2)在靶向组织或细胞类型中介导
ZNRF3/RNF43的内化或隔离;并且3)以组织特异性方式增强Wnt信号传导。在某些实施例中,分子是融合蛋白。在某些实施例中,分子是具有另外的附加结合结构域的抗体。还提供了药物组合物和用于使用本文所公开的组合物中的任何组合物增强即增加靶向组织或细胞类
型中的Wnt信号传导例如以治疗或预防疾病或病症的方法。在阅读如下文更加全面地描述
的组合物和方法的细节后,本发明的这些和其它目标、优点和特征对于本领域技术人员而
言将变得显而易见。
[0053] 定义
[0054] 本文所使用的“载体”是指包括多核苷酸或与多核苷酸缔合并且可以用于介导多核苷酸到细胞的递送的大分子或大分子缔合物。说明性载体包含例如质粒、病毒载体、脂质体和其它基因递送媒剂。
[0055] 术语“多核苷酸”是指任何长度的核苷酸的聚合形式,包含脱核糖核苷酸或核糖核苷酸或者其类似物。多核苷酸可以包括经过修饰的核苷酸,如甲基化核苷酸和核苷酸类似物,并且可以被非核苷酸组分打断。如果存在,则对核苷酸结构的修饰可以在组装聚合物之前或之后进行。如本文所使用的,术语多核苷酸可互换地指代双链分子和单链分子。除非另外指明或需要,否则属于多核苷酸的本文所描述的本发明的任何实施例既涵盖双链形
式,也涵盖已知或预测构成双链形式的两种互补的单链形式中的一种单链形式。
[0056] 多核苷酸或核苷酸与另一种多核苷酸或核苷酸具有一定比例的“序列一致性”,这意味着,当比对时,所述比例的基或氨基酸在对这两个序列进行比较时是相同的。可以以多个不同的方式确定序列相似性。为了确定序列一致性,可以使用包含可通过万维网ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/获得的BLAST在内的方法和计算机程序来比对序列。另一种比对
算法是FASTA,可从津分子集团有限公司(Oxford Molecular Group,Inc.)的全资子公
司、来自美国威斯康星州麦迪逊市(Madison,Wis.,USA)的遗传学计算机集团(Genetics 
Computing Group)(GCG)的软件包中获得。以下中描述了用于比对的其它技术:《酶学方法(Methods in Enzymology)》,第266卷:用于大分子序列分析的计算机方法(Computer 
Methods for Macromolecular Sequence Analysis)(1996),Doolittle编,学术出版社有
限公司(Academic Press,Inc.),美国加利福尼亚州圣地亚哥哈考特布瑞斯公司(Harcourt 
Brace&Co.,San Diego,Calif.,USA)的分公司。特别关注了允许序列中存在空位的比对程
序。Smith-Waterman是允许序列比对中存在空位的一种类型的算法。参见《分子生物学方法(Meth.Mol.Biol.)》70:173-187(1997)。而且,可以采用使用Needleman和Wunsch比对方法的GAP程序来比对序列。参见《分子生物学期刊(J.Mol.Biol.)》48:443-453(1970)。
[0057] 关注了使用Smith和Waterman的局部同源性算法(《应用数学进展(Advances in Applied Mathematics)》2:482-489(1981))来确定序列一致性的BestFit程序。空位生成罚分的范围通常将为1到5,经常为2到4,并且在许多实施例中将为3。空位延伸罚分的范围通常将为0.01到0.20,并且在许多情况下将为0.10。程序具有由输入以进行比较的序列确定
的默认参数。优选地,使用由程序确定的默认参数来确定序列一致性。这个程序也可从美国威斯康星州麦迪逊市的遗传学计算机集团(GCG)的软件包获得。
[0058] 关注的另一个程序是FastDB算法。以下中描述了FastDB:序列比较和分析的当前方法(Current Methods in Sequence Comparison and Analysis)《,大分子测序与合成所
选方法与应用(Macromolecule Sequencing and Synthesis,Selected Methods and 
Applications)》,第127-149页,1988,Alan R.Liss有限公司。基于以下参数通过FastDB来
计算序列一致性百分比:不匹配罚分:1.00;空位罚分:1.00;空位大小罚分:0.33;以及连接罚分:30.0。
[0059] 如应用于多核苷酸的“重组”意味着,多核苷酸是克隆、限制或连接步骤和产生不同于天然存在的多核苷酸的构建体的其它程序的各种组合的产物。
[0060] “控制元件”或“控制序列”是参与分子相互作用的核苷酸序列,所述相互作用有助于多核苷酸的功能调节,包含多核苷酸的重复、复制、转录、剪接、转译或降解。调节会影响过程的频率、速度或特异性,并且在本质上会具有增强或抑制性。本领域中已知的控制元件包含例如转录调节序列,如启动子和增强子。启动子是在某些条件下能够结合RNA聚合酶并且启动对通常位于启动子下游(沿3'方向)的编码区域的转录的DNA区域。
[0061] “操作性地连接”或“可操作地连接”是指遗传元件的并置,其中所述元件处于允许其以预期方式操作的关系中。例如,如果启动子帮助启动对编码序列的转录,则启动子与编码区域操作性地连接。只要保持此功能关系,启动子与编码区域之间就会存在插入残基。
[0062] “表达载体”是包括对关注的基因产物进行编码的区域的载体,并且被用于引发基因产物在预期靶细胞中的表达。表达载体还包括与编码区域操作性地连接以促进基因产物在靶标中的表达的控制元件。控制元件和其所可操作地连接以用于表达的一个或多个基因
的组合有时被称为“表达盒”,所述控制元件中的许多控制元件在本领域是已知且可获得的或者可以由本领域中可获得的组分容易地构建。
[0063] 如本文所使用的,术语“多肽”、“肽”和“蛋白质”是指任何长度的氨基酸的聚合物。术语还涵盖已被修饰的氨基酸聚合物;例如,以包含二硫键形成、糖基化、脂化、磷酸化或与标记组分缀合。
[0064] 如本文所使用的,术语“抗体”意指包括特异性地结合抗原表位所必需的可变区序列的分离结合剂或重组结合剂。因此,抗体是展现出期望的生物活性的抗体或其片段的任何形式,例如结合特异性靶抗原。因此,抗体最广义地使用并且具体覆盖单克隆抗体(包含全长单克隆抗体)、多克隆抗体、人抗体、人源化抗体、嵌合抗体、纳米抗体、双抗体、多特异性抗体(例如,双特异性抗体)和抗体片段,所述抗体片段包含但不限于scFv、Fab和Fab2,只要上述抗体和抗体片段展现出期望的生物活性即可。
[0065] “抗体片段”包括完整抗体的一部分,例如完整抗体的抗原结合区或可变区。抗体片段的实例包含:Fab片段、Fab'片段、F(ab')2片段和Fv片段;双抗体;线性抗体(例如,Zapata等人《, 蛋白质工程(Protein Eng.)》,8(10):1057-1062(1995));单链抗体分子(例如,scFv);以及由抗体片段形成的多特异性抗体。木瓜蛋白酶消化抗体产生了:两个相同的抗原结合片段,被称为“Fab”片段,每个抗原结合片段具有单个抗原结合位点和;以及残留的“Fc”片段,这一名称反映了容易结晶的能力。胃蛋白酶处理得到具有两个抗原组合位点并且仍然能够交联抗原的F(ab')2片段。
[0066] “包括”意味着,所列举要素在例如组合物、方法、试剂盒等中是必需的,但是其它元素也可以包含在内以在权利要求的范围内形成例如组合物、方法、试剂盒等。例如,“包括”对与启动子可操作地连接的治疗性多肽进行编码的基因的表达盒是可以包含除基因和启动子之外的其它元件的表达盒,例如聚腺苷酸化序列、增强子元件、其它基因、接头结构域等。
[0067] “基本上由……组成”意指对例如针对不实质影响例如组合物、方法、试剂盒等的一种或多种基本和新颖特性的指定材料或步骤所描述的组合物、方法、试剂盒等的范围的限制。例如“基本上由对与启动子可操作地连接的治疗性多肽进行编码的基因以及多腺苷
酸化序列组成”的表达盒可以包含另外的序列,例如接头序列,只要所述另外的序列不实质影响基因的转录或转译即可。作为另一个实例,“基本上由所列举序列组成”的变体或突变多肽片段具有所列举序列的、基于全长初始多肽在序列的边界处加上或减去约10个氨基酸
残基的氨基酸序列,所述氨基酸序列衍生自全长初始多肽,例如比所列举结合氨基酸残基
少10个、9个、8个、7个、6个、5个、4个、3个、2个或1个残基,或者比所列举结合氨基酸残基多1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个或10个残基。
[0068] “由……组成”意指从组合物、方法或试剂盒中排除权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。例如,“由所列举序列组成”的多肽或多肽结构域仅含所列举序列。
[0069] 如本文所使用的,“表达载体”涵盖载体,例如如本文所讨论或如本领域中已知的质粒、微环、病毒载体、脂质体等,包括对关注的基因产物进行编码的多核苷酸,并且被用于引发基因产物在预期靶细胞中的表达。表达载体还包括与编码区域操作性地连接以促进基因产物在靶标中的表达的控制元件。控制元件例如促进子、增强子、UTR、miRNA靶向序列等和其所可操作地连接以用于表达的一个或多个基因的组合有时被称为“表达盒”。许多这种控制元件在本领域是已知且可获得的或者可以由本领域中可获得的组分容易地构建。
[0070] 如本文所使用的,“启动子”涵盖引导RNA聚合酶的结合并且由此促进RNA合成的DNA序列,即足以引导转录的最小序列。启动子和对应的蛋白质或多肽表达可以是普遍存在的,这意味着在广泛范围的细胞、组织和物种或者细胞类型特异性、组织特异性或物种特异性中具有强活性。启动子可以属于“组成型”、这意指连续活性,或“诱导型”、这意味着启动子可以通过生物或非生物因子的存在或不存在而活化或失活。本发明的核酸构建体或载体
中还包含可以或可以不与启动子序列邻接的增强子序列。增强子序列影响启动子依赖性基
因表达并且可以位于天然基因的5'区或3'区。
[0071] 如本文所使用的,术语“天然(native)”或“野生型”是指存在于野生型细胞、组织、器官或生物体中的核苷酸序列例如基因、或基因产物例如RNA或蛋白质。如本文所使用的,术语“变体”是指参考多核苷酸或多肽序列的突变体,例如天然多核苷酸或多肽序列,即与参考多核苷酸或多肽序列具有小于100%的序列一致性。换言之,相对于参考多核苷酸序列,变体包括至少一个氨基酸差异(例如,氨基酸取代、氨基酸插入、氨基酸缺失),例如天然多核苷酸或多肽序列。例如,变体可以是与全长天然多核苷酸序列具有50%或更多、60%或更多或者70%或更多序列一致性的多核苷酸,例如与全长天然多核苷酸序列具有75%或
80%或更多一致性,如85%、90%或95%或更多,例如98%或99%。作为另一个实例,变体可以是与全长天然多肽序列具有70%或更多序列一致性的多肽,例如与全长天然多肽序列具
有75%或80%或更多一致性,如85%、90%或95%或更多,例如98%或99%。变体还可以包含与参考例如天然序列的片段共享70%或更多序列一致性的参考例如天然序列的变体片
段,例如与天然序列有75%或80%或更多一致性,如85%、90%或95%或更多,例如98%或
99%。
[0072] 如本文所使用的,术语“生物活性(biological activity)”和“生物活性(biologically active)”是指归因于细胞中的特定生物元素的活性。例如,R-脊椎蛋白或其片段或者变体的“生物活性”是指增强Wnt信号的能力。作为另一个实例,多肽或其功能性片段或者变体的生物活性是指多肽或其功能性片段或者变体实施其天然功能例如结合的
能力、酶活性等。作为第三实例,基因调节元件例如启动子、增强子、Kozak序列等的生物活性是指调节元件或其功能性片段或者变体对其可操作地连接的基因的表达的转译进行调
节,即分别促进、增强或活化的能力。
[0073] 如本文所使用的,术语“施用”或“引入”或“提供”是指向细胞、向受试者的细胞、组织和/或器官或者向受试者递送组合物。这种施用或引入可以在体内、在体外或离体地发生。
[0074] 术语“治疗(treatment)”、“治疗(treating)”等在本文中用于通常意指获得期望的药理学和/或生理学效应。效应在完全或部分预防疾病或其症状方面可以是预防性的,例如降低受试者中发生疾病或其症状的可能性,和/或在部分或完全治愈疾病和/或由疾病引起的不良反应方面可以是治疗性的。如本文所使用的,“治疗”覆盖了对哺乳动物的疾病的任何治疗,并且包含:(a)防止疾病发生在可能倾向于患有疾病但尚未被诊断为患有疾病的受试者身上;(b)抑制疾病,即阻止其发展;或者(c)缓解疾病,即使疾病消退。可以在疾病或损伤发作之前、期间或之后施用治疗剂。特别关注了对发展中的疾病进行治疗,其中所述治疗会稳定或降低患者的不期望的临床症状。理想的是,在受影响组织的功能完全丧失之前
执行这种治疗。理想地,将在疾病的症状期期间并且在一些情况下在疾病的症状期之后施
用主题治疗。
[0075] 术语“个体”、“宿主”、“受试者”和“患者”在本文中可互换使用,并且是指哺乳动物,包含但不限于:人和非人灵长类动物,包含猿猴和人类;哺乳类运动动物(例如,马);哺乳类农场动物(例如,绵羊、山羊等);哺乳类宠物(狗、猫等);以及啮齿动物(例如,小鼠、大鼠等)。
[0076] 下文描述了本发明的各种组合物和方法。尽管本文中例证了特定的组合物和方法,但是应当理解,多个替代性组合物和方法中的任何替代性组合物和方法均可适用并且
适于实践本发明。还应当理解,可以使用本领域中标准的程序来对本发明的表达构建体和
方法进行评估。
[0077] 除非另外指明,否则实践本发明将采用细胞生物学、分子生物学(包含重组技术)、微生物学、生物化学和免疫学的常规技术,所述常规技术在本领域技术人员的能力范围内。文献中充分解释了这种技术,如《分子克隆:实验室手册(Molecular Cloning:A 
Laboratory Manual)》,第二版(Sambrook等人,1989);《寡核苷酸合成(Oligonucleotide Synthesis)》(M.J.Gait编,1984);《动物细胞培养(Animal Cell Culture)》(R.I.Freshney编,1987)《;酶学方法(Methods in Enzymology)》(学术出版社有限公司(Academic Press,Inc.));《实验免疫学手册(Handbook of Experimental Immunology)》(D.M.Weir和
C.C.Blackwell编);《哺乳动物细胞用基因转移载体(Gene Transfer Vectors for 
Mammalian Cells)》(J.M.Miller和M.P.Calos编,1987);《当代分子生物学方法(Current Protocols in Molecular Biology)》(F.M.Ausubel等人编,1987);《PCR:聚合酶链反应
(PCR:The Polymerase Chain Reaction)》(Mullis等人编,1994);以及《当代免疫学方法
(Current Protocols in Immunology)》(J.E.Coligan等人编,1991),所述文献中的每个文献均通过引用明确并入本文中。
[0078] 下文参考用于说明的实例应用描述了本发明的若干方面。应当理解,阐述了许多具体细节、关系和方法以提供对本发明的充分理解。然而,相关领域普通技术人员将很容易认识到,可以在没有具体细节中的一个或多个具体细节的情况下或用其它方法实践本发
明。本发明不限于展示的活动或事件排序,因为一些活动可以以不同的顺序和/或与其它活动或者事件同时发生。此外,实施根据本发明的方法不需要所有展示的活动或事件。
[0079] 本文所使用的术语是出于仅描述特定实施例的目的并且不旨在限制本发明。如本文所使用的,除非上下文另外清楚地指明,否则单数形式“一个/种(a/an)”和“所述(the)”旨在也包含复数形式。此外,在详述的说明书和/或权利要求中使用了术语“包含
(including)”、“包含(include)”、“具有(having)”、“具有(has)”、“具有(with)”或其变体的情况下,这种术语旨在是包含性的,其方式类似于术语“包括(comprising)”。
[0080] 术语“约(about)”或“大约(approximately)”意指在如由本领域普通技术人员确定的特定值的可接受误差范围内,这将部分地取决于值是如何测量或确定的,即测量系统的局限性。例如,“约”可以意指根据本领域的实践在1个或大于1个标准差内。可替代地,“约”可以意指给定值的高达20%、优选地高达10%、更优选地高达5%并且还更优选地高达
1%的范围。可替代地,特别是对于生物学系统和过程,所述术语可以意指在值的数量级内,优选地在5倍内并且更优选地在2倍内。当在本申请和权利要求中描述特定值时,除非另有
说明,否则应当假设术语“约”意指在特定值的可接受误差范围内。
[0081] 本文所提及的所有出版物均通过引用并入本文中,以公开和描述引用出版物所结合的方法和/或材料。应当理解,在存在矛盾的情况下,本公开代替所并入公开的任何公开内容。
[0082] 进一步地,应注意,权利要求书的撰写可以不包含任何任选的要素。因此,本声明旨在充当结合所列权利要求要素使用如“仅(solely)”、“仅(only)”等排他性术语或使用“否定型”限制的前提基础。
[0083] 除非另外指明,否则本文所使用的所有术语具有与本领域技术人员所知的含义相同的含义,并且实践本发明将采用微生物学的常规技术和重组DNA技术,所述技术在本领域技术人员的知识范围内。
[0084] 组织特异性Wnt信号增强分子
[0085] 在某些方面,本公开提供了能够以组织特异性或细胞特异性方式增强Wnt活性的新颖的组织特异性Wnt信号增强分子。在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子是双
功能分子,所述双功能分子包括与一个或多个ZNRF3和/或RNF43连接酶结合的第一结构域
和以组织特异性或细胞特异性方式与一种或多种靶向组织或细胞类型结合的第二结构域。
第一结构域和第二结构域中的每个结构域分别可以是能够与连接酶复合物或者靶向组织
或靶向细胞结合的任何部分。例如,第一结构域和第二结构域中的每个结构域可以是,但不限于,选自以下的部分:多肽(例如,抗体或其抗原结合片段或者不同于抗体的肽或多肽)、小分子和天然配体或其变体、片段或者衍生物。在某些实施例中,天然配体是多肽、小分子、离子、氨基酸、脂质或糖分子。第一结构域和第二结构域可以是彼此相同的类型的部分,或者第一结构域和第二结构域可以是不同类型的部分。在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子与组织特异性或细胞特异性细胞表面受体结合。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子,例如与阴性对照物相比,使Wnt信号传导增加或增强至少50%、至少两倍、至少三倍、至少五倍、至少十倍、至少二十倍、至少三十倍、至少四十倍或至少五十倍。
[0086] 在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子是融合蛋白,所述融合蛋白包括与ZNRF3/RNF43结合的第一多肽序列和以组织特异性或细胞特异性方式与一种或多种靶向组
织或细胞类型结合的第二多肽序列。在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子包括两种或更多种多肽,如包括两种或更多种融合蛋白的二聚体或多聚体,所述两种或更多种融
合蛋白各自包括第一结构域和第二结构域,其中所述两种或更多种多肽例如通过接头部分
或经由所述两种或更多种多肽中的每种多肽的氨基酸残基之间的键例如半胱氨酸残基之
间的分子间二硫键来连接。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子是包括构成第一结构域或第二结构域的抗体重链和轻链(或其抗原结合片段)的抗体,其中另一个结构域
(即第二结构域或第一结构域)与抗体重链或轻链连接成融合蛋白或经由接头部分与抗体
重链或轻链连接。在特定实施例中,另一个结构域与重链的N端、重链的C端、轻链的N端或轻链的C端连接。这种结构在本文中可以称为附加IgG支架或格式。例如,组织特异性Wnt信号增强分子可以是结合ZNRF3/RNF43的抗体,其中结合组织特异性或细胞特异性受体的结合
结构域融合或附加到结合ZNRF3/RNF43的抗体的重链或轻链。在另一个实例中,组织特异性Wnt信号增强分子可以是结合组织特异性或细胞特异性受体的抗体,其中结合ZNRF3/RNF43
的结合结构域融合或附加到结合组织特异性或细胞特异性受体的抗体的重链或轻链。
[0087] 在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子包括结合ZNRF3/RNF43的第一结构域(“作用结构域”)和例如以高亲和力结合组织特异性或细胞特异性受体的第二结构域
(“靶向结构域”)。在某些实施例中,这两个结构域中的每个结构域具有大幅降低的活性或者在自身增强Wnt信号时无活性。然而,当组织特异性Wnt信号增强分子与表达组织特异性
受体的靶组织接合时,E3连接酶ZNRF3/RNF43被募集到与组织特异性受体的三元复合物,从而使E3连接酶ZNRF3/RNF43被隔离和/或经由受体介导的内吞作用从细胞表面清除。最终结
果是以组织特异性方式增强Wnt信号。
[0088] 在某些实施例中,作用结构域是与ZNRF3/RNF43E3连接酶的结合剂并且可以基于R-脊椎蛋白进行设计,例如R-脊椎蛋白-1-4,包含但不限于人R-脊椎蛋白-1-4。在某些实施例中,作用结构域是R-脊椎蛋白或其变体或者片段,R-脊椎蛋白例如野生型R-脊椎蛋白-1-
4,任选地人R-脊椎蛋白-1-4。在特定实施例中,作用结构域是R-脊椎蛋白-1-4中的任何R-脊椎蛋白的变体,所述变体与对应的野生型R-脊椎蛋白-1-4序列具有至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列一致性。在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白的弗林蛋白酶结构域1或由其组成,R-脊椎蛋白例如与ZNRF3/RNF43结合的R-
脊椎蛋白1-4中的任何R-脊椎蛋白。也可以使用弗林蛋白酶结构域1的延伸版本(包含但不
限于具有与LGR4-6不再结合或已经降低了与LGR4-6的结合的突变弗林蛋白酶结构域2的那
些)或工程化抗体或任何其它衍生物或与能够与ZNRF3/RNF43特异性地结合的抗体不同的
任何工程化多肽。在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白的一个或多个弗林蛋白酶
结构域1。在某些实施例中,作用结构域不包括R-脊椎蛋白的弗林蛋白酶结构域2,或者作用结构域包括R-脊椎蛋白的经过修饰的或变体弗林蛋白酶结构域2,例如与野生型弗林蛋白
酶结构域2相比具有降低的活性的弗林蛋白酶结构域2。在某些实施例中,作用结构域包括
R-脊椎蛋白的弗林蛋白酶结构域1但不包括弗林蛋白酶结构域2。在某些实施例中,作用结
构域包括两个或更多个弗林蛋白酶结构域1或者弗林蛋白酶结构域1的多聚体。作用结构域
可以包括R-脊椎蛋白的一个或多个野生型弗林蛋白酶结构域1。在特定实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白的经过修饰的或变体弗林蛋白酶结构域1,所述经过修饰的或变体弗林
蛋白酶结构域1与野生型弗林蛋白酶结构域1相比具有增加的活性,例如与ZNRF3/RNF43的
结合。可以例如通过筛选包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1的变体的噬菌体酵母展示
文库来鉴别出与ZNRF3/RNF43具有增加的结合的变体。还可以通过筛选鉴别出与R-脊椎蛋
白弗林蛋白酶结构域1不相关但与ZNRF3/RNF43具有增加的结合的肽或多肽。作用结构域可
以进一步包括另外的部分或多肽序列,例如用于稳定作用结构域的或其中存在作用结构域
的组织特异性Wnt信号增强分子的结构的另外的氨基酸残基。
[0089] 在某些实施例中,靶向结构域与细胞特异性表面分子例如细胞特异性表面受体特异性地结合,并且可以是例如天然配体、抗体或合成化学品。在特定实施例中,细胞特异性表面分子优先表达在靶器官、组织或细胞类型上,例如期望增强Wnt信号传导例如以治疗或预防疾病或病症的器官、组织或细胞类型。在特定实施例中,细胞特异性表面分子例如与一个或多个其它非靶向器官、组织或细胞类型相比,在靶器官、组织或细胞类型上的表达增加或增强,例如期望增强Wnt信号传导例如以治疗或预防疾病或病症的器官、组织或细胞类
型。在某些实施例中,分别与一种或多种其它器官、组织或细胞类型相比,细胞特异性表面分子优先表达在靶器官、组织或细胞类型的表面上。例如,在特定实施例中,与分别在一种或多种、五种或更多种所有其它器官、组织或细胞中或者在平均的所有其它器官、组织或细胞中表达相比,如果在靶器官、组织或细胞中表达细胞表面受体的水平高至少两倍、至少五倍、至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少40倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍或至少1000倍,则细胞表面受体被认为是组织特异性或细胞特异性细胞表面分子。在某些实施例中,组织特异性或细胞特异性细胞表面分子是细胞表面受体,例如包括位于细胞表面膜内的区域
和靶向结构域可以结合的细胞外区域的多肽受体。在各个实施例中,本文所描述的方法可
以通过以下来实践:特异性地靶向仅表达在靶组织或包含靶组织的组织子集上的细胞表面
分子,或特异性地靶向与所有、大多数或大量其它组织相比在靶组织上具有更高表达水平
的细胞表面分子,例如,与在至少两个、至少五个、至少十个或至少二十个其它组织上相比在靶组织上具有更高的表达。
[0090] 组织特异性和细胞特异性细胞表面受体在本领域中是已知的。组织特异性和细胞特异性表面受体的实例包含但不限于ASGR1(肝脏特异性)、ASGR2(肝脏特异性)、TFR2(肝脏特异性)、SLC10A1(肝脏特异性)、PTH1R(骨和肾特异性)、LYPD3(口腔粘液特异性)、DSG3(口腔粘液特异性)等(参见图2)。例如,通过Yan等人《, 肿瘤生物学(Tumor Biology)》,2015;
36:55-67描述了用于肝脏递送的另外的受体。
[0091] “与特定细胞表面多肽或受体特异性地结合”或“针对特定细胞表面多肽或受体具有特异性”的作用结构域或靶向结构域例如抗体或其抗体结合片段是在与任何其它多肽或多肽表位未实质结合的情况下与所述特定多肽或受体结合的结构域。在一些实施例中,本
公开的作用结构域和靶向结构域分别与ZNRF3/RNF43或组织特异性细胞表面分子(例如,受
体)特异性地结合,当在约4℃、25℃、37℃或42℃的温度下测量时,解离常数(Kd)等于或小于1000nM、等于或小于100nM、等于或小于10nM、等于或小于1nM、等于或小于0.5nM、等于或小于0.1nM、等于或小于0.01nM、等于或小于0.005nM、等于或小于0.001nM或者等于或小于
0.0005nM。使用常规技术,可以容易地确定结合剂例如抗体的亲和力,常规技术例如由
Scatchard等人所描述的那些(《美国纽约科学院年刊(Ann.N.Y.Acad.Sci.USA)》51:660
(1949),ELISA测定、生物层干涉法(BLI)测定和表面等离子体共振(SPR)测定)。通常可以使用免疫检测法来确定和估计抗体与其抗原、细胞或组织的结合性质,所述免疫检测法包含
例如基于免疫荧光的测定,如免疫组织化学(IHC)和/或荧光活化细胞分选(FACS)。
[0092] 在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子的作用结构域和/或靶向结构域是多肽,而在其它实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子的作用结构域和/或靶向结构域是
有机小分子。在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子的作用结构域和靶向结构域彼此共价结合。在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强融合分子的作用结构域和靶向结构域彼此非共价结合。在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子的作用结构域和靶向结构域存在于相同的融合蛋白内。在其它实施例中,作用结构域存在于进一步包括第一结合
结构域的第一多肽内,并且靶向结构域存在于进一步包括第二结合结构域的第二多肽内,
其中所述第一结合结构域和所述第二结合结构域彼此结合。在一些实施例中,第一结合结
构域和第二结合结构域是相同的或者是其变体,如例如Fc多肽。在一些实施例中,第一结合结构域和第二结合结构域不同于彼此。在特定实施例中,本发明包含使用本文所描述的靶
向结构域或作用结构域中的任何结构域的片段或变体,包含参考分子的功能性片段或变
体。
[0093] 在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子(例如,融合蛋白)具有选自以下的式:R1-L-R2和R2-L-R1,其中R1是结合ZNRF3/RNF43的作用结构域、R2是结合组织特异性细胞表面受体的靶向结构域并且L是接头,并且其中L可以不存在或存在。R1和R2各自分别可以是本文所描述的各个作用结构域和靶向结构域中的任何结构域。R1和R2各自分别可以是能够
与E3连接酶(ZNRF3或RNF43)或者靶向组织或细胞中的一个或多个结合的任何部分。例如,
R1和R2各自可以是,但不限于,选自以下的部分:多肽(例如,抗体或其抗原结合片段或者不同于抗体的肽或多肽)、小分子和天然配体或其变体、片段或者衍生物。在某些实施例中,天然配体是多肽、小分子、离子、氨基酸、脂质或糖分子。作用结构域和靶向结构域(即,R1和R2)可以是彼此相同类型的部分,或者作用结构域和靶向结构域可以是不同类型的部分。在特
定实施例中,R2是其抗原结合片段的抗体,并且在某些实施例中,R2包括Fc蛋白或其类似物。
[0094] 在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子包括单个分子(例如,多肽),而在其它实施例中,Wnt信号增强融合分子包括彼此结合的两个或更多个分子(例如,多肽),例如彼此非共价结合。例如,在一个实施例中,组织特异性Wnt信号增强融合物包括分别具有式R3-L1和R4-L2的两个分子,其中R3是作用结构域、R4是靶向结构域,并且其中L1基团和L2基团彼此结合例如形成二聚体。在各个实施例中,L1基团和L2基团彼此相同或彼此不同。L1基团或L2基团的一个实例是Fc序列,例如鼠类Fc2b或人Fc1,鼠类Fc2b或人Fc1中的每一个在
本领域中是已知的。R3和R4各自分别可以是本文所描述的各个作用结构域和靶向结构域中
的任何结构域。R3和R4各自分别可以是能够与E3连接酶(ZNRF3和/或RNF43)或者靶向组织或细胞中的一个或多个结合的任何部分。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子包括结合E3连接酶(ZNRF3和/或RNF43)中的一个或多个连接酶的抗体或其结合片段,其中抗体
重链和/或抗体轻链包括结合靶向组织或细胞的附加结合结构域。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子包括结合靶向组织或细胞的抗体或其结合片段,其中抗体重链和/或
抗体轻链包括结合E3连接酶(ZNRF3和/或RNF43)中的一个或多个连接酶的附加结合结构
域。附加结合结构域可以与抗体的N端或C端直接融合,例如作为重链或轻链融合蛋白,或者附加结合结构域可以经由接头部分附加到重链或轻链,例如到重链或轻链的N端、C端或内
部氨基酸。在某些实施例中,抗体是IgG。
[0095] 在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子(例如,融合蛋白)增加了与融合多肽接触的靶组织或细胞类型中的Wnt信号传导。在特定实施例中,靶组织或细胞类型中的
Wnt信号传导增加了至少50%、至少两倍、至少三倍、至少四倍、至少五倍或至少十倍。
[0096] 组织特异性Wnt信号增强分子可以通过本领域中已知且可获得的有机合成和分子生物学的标准方法来产生。例如,组织特异性Wnt信号增强融合蛋白可以通过融合靶向结构域(例如,结合ASGR1的抗体)与作用结构域(例如,对应于氨基酸残基N37-R95的单独的人R-脊椎蛋白2弗林蛋白酶结构域1、或人R-脊椎蛋白2弗林蛋白酶结构域1,然后是弗林蛋白酶
结构域2,其中弗林蛋白酶结构域2与LGR蛋白的相互作用通过点突变而被消除或受损,例如F105A和F109A,单独地或组合地)来生成。在某些实施例中,靶向结构域和作用结构域通过接头例如甘氨酸-丝氨酸接头与位于组织特异性Wnt信号增强分子的N端的任一结构域融
合。在某些实施例中,靶向结构域和作用结构域通过蛋白接头(例如白蛋白)融合。“融合”靶向结构域与作用结构域的另外的方式包含但不限于例如“杵臼结构(knob-in-hole)”或亮
氨酸拉链介导的二聚化。可以使对靶向结构域、作用结构域(和任选地,接头)进行编码的
DNA序列基因工程化以对期望的融合蛋白进行编码。
[0097] 对于组织特异性Wnt信号增强融合分子,包含抗体重链和轻链,对融合蛋白的不同部分进行编码的DNA序列可以使用标准分子克隆技术插入到细菌或真核表达载体中并且在
适合的宿主细胞中进行表达。被表达的融合蛋白可以使用蛋白质科学中的标准技术例如亲
和、离子交换和尺寸排阻色谱法纯化到均质。本公开还包含本文所描述的多肽作用结构域、靶向结构域和融合蛋白中的任何多肽作用结构域、靶向结构域和融合蛋白的功能性片段和
变体,包含与本文所描述的作用结构域、靶向结构域或融合蛋白具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的多肽序列一致性的变体。与本文所公开的序列中的任何序列相比,这种变体可以包括一个或多个氨基酸
修饰,例如一个或多个氨基酸缺失、插入或取代。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强融合蛋白的功能性片段和变体与其源自的组织特异性Wnt信号增强融合蛋白相比,具有至
少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少
80%、至少90%、至少100%或更多的Wnt信号增强活性。在某些实施例中,多肽作用结构域的功能性片段和变体与其源自的作用结构域相比,具有至少5%、至少10%、至少20%、至少
30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少100%或更多的Wnt信号增强活性(当在整个组织特异性Wnt信号增强分子的背景下测量时)。在某些实施例
中,靶向结构域的功能性片段和变体与其源自的靶向结构域相比,具有至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少
100%或更多的结合活性。
[0098] 本公开还包含对本文所描述的一个或多个组织特异性Wnt信号增强分子或其组分(例如融合蛋白或其变体)进行编码的多核苷酸或核酸序列、包括这些多核苷酸的载体(包
含表达载体)、以及包括这些载体的细胞。在某些实施例中,多核苷酸或核酸序列是DNA或
RNA。在特定实施例中,RNA是信使RNA(mRNA)。在某些实施例中,RNA是包括一个或多个经过修饰的核苷的经过修饰的mRNA。包括一个或多个经过修饰的核苷的经过修饰mRNA已经被描
述为相比于未经过修饰的mRNA具有优势,所述优势包含稳定性增加、表达水平更高和免疫
原性降低。例如,以下中描述了可以根据本发明使用的经过修饰的mRNA的非限制性实例:
PCT专利申请公开号WO2011/130624、WO2012/138453、WO 2013052523、WO 2013151666、
WO2013/071047、WO2013/078199、WO 2012045075、WO 2014081507、WO 2014093924、WO 
2014164253;美国专利申请号:US 8,278,036(描述了包括假尿苷的经过修饰的mRNA)、US 
8,691,966(描述了包括假尿苷和/或N1-甲基假尿苷的经过修饰的mRNA)、US 8,835,108(描
述了包括5-甲基胞苷的经过修饰的mRNA)、US 8,748,089(描述了包括假尿苷或1-甲基假尿
苷的经过修饰的mRNA)。在特定实施例中,与未经过修饰的A、G、U或C核糖核苷相比,对组织特异性Wnt信号增强多肽进行编码的经过修饰的mRNA序列包括至少一个修饰。在特定实施
例中,所述至少一个经过修饰的核苷包含N1-甲基假尿苷和/或5-甲基胞苷。在特定实施例
中,经过修饰的mRNA包括5'端帽序列、接着是对组织特异性Wnt信号增强多肽进行编码的序列、接着是3'拖尾序列,如polyA或polyA-G序列。
[0099] 在特定实施例中,多核苷酸是载体,例如表达载体,并且表达载体包括对与启动子序列可操作地连接的本文所描述的组织特异性Wnt信号增强融合分子(例如,融合蛋白或者附加的抗体的一条链或两条链)进行编码的多核苷酸序列,所述启动子序列例如驱动多核
苷酸在细胞中的表达的启动子序列。在某些实施例中,载体是病毒载体,例如包括多核苷酸的病毒,所述多核苷酸包括表达盒,所述表达盒包括与对组织特异性Wnt信号增强多肽进行编码的DNA或RNA序列可操作地连接的启动子。在特定实施例中,表达盒包括5'和/或3'细胞或病毒UTR或其衍生物。
[0100] 本公开还包含本文所描述的多核苷酸的功能性片段和变体,包含与本文所描述的多核苷酸具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的多核苷酸序列一致性的变体。与本文所公开的序列中的任何序列相
比,这种变体可以包括一个或多个核苷酸或核苷修饰,例如一个或多个核苷酸缺失、插入或取代。在特定实施例中,本文所描述的多核苷酸被密码子优化,例如以增强经过编码的多肽在宿主细胞中的表达。在特定实施例中,多核苷酸变体包括一个或多个经过修饰的核苷酸
或核苷。
[0101] 本公开还包含包括对本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子例如融合蛋白进行编码的多核苷酸或载体的细胞。在某些实施例中,细胞是宿主细胞,如例如可以用于产生组织特异性Wnt信号增强融合蛋白的HEK293细胞。在制备主题组合物时,可以采用任何宿主细胞,包含但不限于例如哺乳动物细胞(例如,293细胞)、昆虫细胞(例如,SF9细胞)、微生物和酵母。在某些实施例中,细胞对用本文所描述的组织特异性Wnt信号增强多肽治疗的受试者而言是异源或自体的。在特定实施例中,细胞从受试者获得并且用本文所描述的病毒载
体进行转导。在特定实施例中,经过转导的细胞被递送到受试者以进行治疗。
[0102] 本公开还包含包括一种或多种组织特异性Wnt信号增强分子(例如,融合蛋白)或者一种或多种多核苷酸或载体的药物组合物,所述一种或多种多核苷酸或载体包括对组织
特异性Wnt信号增强分子进行编码的序列。
[0103] 可以使用本领域中已知且可获得的技术和测定来测量Wnt信号传导。在某些实施例中,使用对应于靶组织或细胞类型的细胞系来确定Wnt信号传导的增加。在特定实施例
中,在Wnt信号响应性启动子的控制下,细胞系含有具有标志物基因(例如,荧光素酶基因)的报告质粒。通过单独添加弗林蛋白酶结构域1(或与弗林蛋白酶结构域2、F105A点突变和/或F109A点突变一起)作为阴性对照物或添加功能性R-脊椎蛋白(全长或弗林蛋白酶结构域
1和2)作为阳性对照物,可以确定细胞响应于Wnt3a、Wnt3a条件培养基或Wnt3a重组源的增
强的报告活性。响应于组织特异性Wnt信号增强分子的报告活性还可以通过使报告细胞细
胞系与组织特异性Wnt信号增强分子接触来确定。阴性对照物的报告活性可以是基本上、显著地或完全阴性的,并且在报告活性增加时,组织特异性Wnt信号增强分子和阳性对照物应当显示出增加的Wnt信号传导应答。另外的对照物可以包含单独的抗ASGR1抗体(阴性)、使
用抗GFP抗体代替抗ASGR1抗体的融合蛋白(阴性)以及完整的弗林蛋白酶结构域1-弗林蛋
白酶结构域2蛋白(阳性)。可以通过类似地测量响应于用除靶向细胞类型或组织之外的细
胞类型或组织中的组织特异性Wnt信号增强分子进行的治疗的报告活性来确定组织特异性
Wnt信号增强分子的组织特异性。在某些实施例中,通过组织特异性Wnt信号增强分子结合
的靶向组织中的报告活性与非靶向组织高,例如高至少50%、至少两倍、至少三倍、至少四倍、至少五倍或至少十倍。
[0104] 在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强多肽包括作用结构域和靶向结构域的任何组合,所述组合包含本文所描述的作用结构域和靶向结构域中的任何结构域的任何组
合。在特定实施例中,作用结构域和靶向结构域通过接头例如白蛋白(例如,人血清白蛋
白)、肽基接头或非肽基接头连接,其中所述靶向结构域和所述作用结构域处于接头例如Fc或白蛋白、肽基接头或非肽基接头的N端和C端。
[0105] 组织特异性Wnt信号增强分子还可以如本领域中已知的与如聚乙二醇(PEG)、Fc、白蛋白等部分连接,以增强体内稳定性。
[0106] 组织特异性Wnt信号增强分子的说明性、非限制性实例包含以下:
[0107] a)骨组织特异性Wnt信号增强多肽,包括:作用结构域,所述作用结构域包括增强Wnt信号传导的能力降低的R-脊椎蛋白(例如,人R-脊椎蛋白2)的变体或片段;以及靶向结
构域,所述靶向结构域与PTH1R特异性地结合,其中所述组织特异性Wnt信号增强多肽增加
了骨组织中的Wnt信号传导并且可以用于治疗骨组织疾病或病状;
[0108] b)肝组织特异性Wnt信号增强多肽,包括:作用结构域,所述作用结构域包括增强Wnt信号传导的能力降低的R-脊椎蛋白(例如,人R-脊椎蛋白2)的变体或片段;以及靶向结
构域,所述靶向结构域与ASGR1、ASGR2、TFR2或SLC10A1特异性地结合,其中所述组织特异性Wnt信号增强多肽增加了肝组织中的Wnt信号传导并且可以用于治疗肝组织疾病或病状;或
[0109] c)口腔粘膜组织特异性Wnt信号增强多肽,包括:作用结构域,所述作用结构域包括增强Wnt信号传导的能力降低的R-脊椎蛋白(例如,人R-脊椎蛋白2)的变体或片段;以及
靶向结构域,所述靶向结构域与LYPDS3或DSG3特异性地结合,其中所述组织特异性Wnt信号增强多肽增加了口腔粘膜组织中的Wnt信号传导并且可以用于治疗口腔粘膜组织疾病或病
状。
[0110] 组织特异性Wnt信号增强分子的说明性、非限制性实例包含随附的实例和序列中描述的那些组织特异性Wnt信号增强分子,包含但不限于表1中描述的那些组织特异性Wnt
信号增强分子。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子包括本文所公开的两个或更多个多肽序列,例如呈附加IgG或抗体格式。本文所公开的多肽包含但不限于包括与以下所述的序列中的任何序列具有至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少
99%的一致性的序列和其片段或者由其组成:SEQ ID NO:1-4、6、8、10、12、14、16、18、20、
22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、4244、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、
74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100、102、104、106、108、110、112、114、116、
118、120、122、124、126、128、130、132、134、136、138、140、142、144、146、148、150、152、154、
156或158。在某些实施例中,多肽具有作为功能性结构域和/或靶向结构域的活性。
[0111] 本文所公开的多核苷酸的说明性、非限制性实例包含对本文所描述的多肽、变体和片段中的任何多肽、变体和片段进行编码的任何多核苷酸,包含上文所描述的那些。本文所公开的多核苷酸包含但不限于包括与以下中所述的序列中的任何序列具有至少80%、至
少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的一致性的序列和其片段或者由其组
成:SEQ ID NO:5、7、9、11、13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37、39、41、43、45、47、
49、51、53、55、57、59、61、63、65、67、69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97、
99、101、103、105、107、109、111、113、115、117、119、121、123、125、127、129、131、133、135、
137、139、141、143、145、147、149、151、15、155或157。在某些实施例中,多核苷酸对具有作为功能性结构域和/或靶向结构域的活性的多肽进行编码。
[0112] 作用结构域
[0113] R-脊椎蛋白能够放大Wnt信号。R-脊椎蛋白的最小功能性单元由两个弗林蛋白酶结构域、与ZNRF3/RNF43E3连接酶结合的弗林蛋白酶结构域1和与LGR4-6结合的弗林蛋白酶
结构域2构成,从而使R-脊椎蛋白、LGR和E3连接酶在一起形成三元复合物。这导致整个复合物内化并且ZNRF3/RNF43从ZNRF3/RNF43的破坏靶标中除去。单独的弗林蛋白酶结构域1不
具有功能性,但是能够与ZNRF3和RNF43两者结合(参见图1)。
[0114] 本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子的作用结构域可以是,但不限于,可以与ZNRF3/RNF43连接酶结合的任何功能性部分,例如多肽或有机化学品(参见图2)。在特定
实施例中,作用结构域,例如包括R-脊椎蛋白的弗林蛋白酶结构域1的多肽,单独地或与靶向结构域一起在非靶组织中基本上无活性,以便使潜在的脱靶效应最小化。在组织特异性
Wnt信号增强分子的背景下,作用结构域与靶向结构域融合或结合,并且当组织特异性Wnt
信号增强分子与表达组织特异性受体的靶组织接合时,E3连接酶ZNRF3/RNF43被募集到与
组织特异性受体的第三复合物,从而使E3连接酶ZNRF3/RNF43重定位在细胞表面上、被隔离和/或从细胞表面清除(参见图3)。
[0115] 在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白多肽(例如,R-脊椎蛋白1-4中的任何R-脊椎蛋白)的片段或变体或者R-脊椎蛋白多肽的功能性片段或变体。在特定实施例中,作用结构域包括野生型R-脊椎蛋白的片段,并且在其它实施例中,作用结构域包括R-脊椎
蛋白的片段,所述片段包括一个或多个氨基酸修饰。R-脊椎蛋白可以是本领域中已知的任
何R-脊椎蛋白或其同源物,包含来自任何动物物种的R-脊椎蛋白,所述动物物种包含但不
限于哺乳动物物种,如人R-脊椎蛋白。已经鉴别和描述了R-脊椎蛋白,并且其多肽和编码多核苷酸序列在本领域中是已知且可获得的。在特定实施例中,R-脊椎蛋白多肽是人R-脊椎
蛋白或在其它脊椎动物或非脊椎动物中发现的同源物,例如小鼠R-脊椎蛋白。图4和SEQ ID NO:1-4中分别提供了人R-脊椎蛋白1、人R-脊椎蛋白2、人R-脊椎蛋白3和人R-脊椎蛋白4以
及其弗林蛋白酶结构域1的氨基酸序列。其同源物和变体可从通用数据库搜索中获得,如
https://www.dot.ncbi.dot.nlm.dot.nih.dot.gov/protein/。本发明包含(但不限于)作
用结构域,所述作用结构域包括这些和其它R-脊椎蛋白中的任何R-脊椎蛋白的片段和变体
或由其组成。在各个实施例中,与野生型R-脊椎蛋白多肽相比,R-脊椎蛋白多肽中的任何R-脊椎蛋白多肽的变体和其片段包括一个或多个氨基酸修饰,例如缺失、添加或取代。所述一个或多个修饰可以存在于R-脊椎蛋白的变体或其片段的任何区域中,所述区域包含但不限
于弗林蛋白酶结构域1和/或弗林蛋白酶结构域2。应当理解,弗林蛋白酶结构域1或弗林蛋
白酶结构域2外部的氨基酸修饰可以改变所得变体,从而使得所得变体与野生型R-脊椎蛋
白或其片段相比具有降低的LGR4-6结合活性。
[0116] 在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白序列或其变体或片段或者由其组成,例如全长或野生型R-脊椎蛋白-1、全长或野生型R-脊椎蛋白-2、全长或野生型R-脊椎蛋白-3或全长或野生型R-脊椎蛋白-4,任选地人R-脊椎蛋白-1、人R-脊椎蛋白-2、人R-脊椎蛋白-3或人R-脊椎蛋白-4。在特定实施例中,作用结构域是R-脊椎蛋白-1-4中的任何R-脊椎
蛋白的变体,所述变体与对应的野生型R-脊椎蛋白-1-4序列具有至少80%、至少85%、至少
90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列一致性。在某些实施例中,作用结构域包括包含一个或多个氨基酸修饰的全长R-脊椎蛋白(例如,R-脊椎蛋白-1-4中的任何R-脊椎蛋白)
或由其组成,所述一个或多个氨基酸修饰包含但不限于本文所描述的那些氨基酸修饰中的
任何氨基酸修饰。在某些实施例中,作用结构域包括野生型或经过修饰的R-脊椎蛋白(例
如,R-脊椎蛋白-1-4中的任何R-脊椎蛋白)的片段或由其组成。在特定实施例中,片段能够与ZNRF3和/或RNF43结合。在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白的弗林蛋白酶结构域1或者R-脊椎蛋白的片段或变体。在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白蛋白(例
如,R-脊椎蛋白-1-4)的一个或多个(例如,一个、两个、三个或更多个)弗林蛋白酶结构域1或其变体,所述变体与R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1具有至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的序列一致性。在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白弗林蛋
白酶1结构域或其变体或者片段以及R-脊椎蛋白蛋白酶2结构域或其变体或者片段。在某些
实施例中,作用结构域包括抗体或抗体的与ZNRF3/RNF43结合的抗原结合片段。在特定实施例中,作用结构域与ZNRF3或RNF43特异性地结合。
[0117] 在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白例如人R-脊椎蛋白1或人R-脊椎蛋白2的一个或多个弗林蛋白酶结构域1或其变体。在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎
蛋白的一个或多个弗林蛋白酶结构域1,但不包括R-脊椎蛋白的弗林蛋白酶结构域2。在某
些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白的一个或多个弗林蛋白酶结构域1,并且包括R-脊椎蛋白的经过修饰的或变体弗林蛋白酶结构域2,例如与野生型弗林蛋白酶结构域2相比具
有降低的活性的弗林蛋白酶结构域2。在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白的具有经过修饰的或变体弗林蛋白酶结构域2的R-脊椎蛋白,例如与野生型弗林蛋白酶结构域2相
比具有降低的活性的弗林蛋白酶结构域2。在某些实施例中,作用结构域包括两个或更多个弗林蛋白酶结构域1或其变体或者弗林蛋白酶结构域1的多聚体或其变体。在某些实施例
中,作用结构域包括变体R-脊椎蛋白弗林蛋白酶1结构域,所述变体R-脊椎蛋白弗林蛋白酶
1结构域包括例如在对应于人R-脊椎蛋白2的K58、H76、S77、R86、N91的氨基酸残基处的一个或多个点突变。在特定实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白的经过修饰的或变体弗林蛋
白酶结构域1,所述经过修饰的或变体弗林蛋白酶结构域1与野生型弗林蛋白酶结构域1相
比具有增加的活性,例如与ZNRF3/RNF43的结合。作用结构域可以进一步包括另外的部分或多肽序列,例如用于稳定作用结构域的或其中存在作用结构域的组织特异性Wnt信号增强
分子的结构的另外的氨基酸残基。在某些实施例中,作用结构域在与R-脊椎蛋白不具有明
显的/强烈的序列同源性的情况下包括肽或多肽,但是与ZNRF3/RNF43具有可比得上或高于
R-脊椎蛋白与ZNRF3/RNF43的亲和力的结合亲和力。
[0118] 在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白多肽(例如,人R-脊椎蛋白)的弗林蛋白酶结构域1或者其功能性片段或变体以及R-脊椎蛋白多肽(例如,人R-脊椎蛋白)的经
过修饰的或变体弗林蛋白酶结构域2,其中所述经过修饰的弗林蛋白酶结构域2与对应的野
生型弗林蛋白酶结构域2相比,与LGR4-6具有降低的结合亲和力(参见图5-7)。在某些实施
例中,弗林蛋白酶结构域2包括例如在对应于人R-脊椎蛋白2的F105和/或F109的氨基酸残
基处的一个或多个点突变。通过比较其它R-脊椎蛋白多肽的氨基酸序列与人R-脊椎蛋白2,技术人员可以容易地确定其它R-脊椎蛋白多肽中的对应的氨基端残基。在某些实施例中,
作用结构域包括弗林蛋白酶结构域1或其变体以及弗林蛋白酶结构域2或其变体,其中所述
弗林蛋白酶结构域1和/或所述弗林蛋白酶结构域2包括一个或多个点突变。作用结构域内
的所述一个或多个点突变(相比于对应的野生型R-脊椎蛋白序列)可以发生在弗林蛋白酶
结构域1和/或弗林蛋白酶结构域2内的任何氨基酸残基处,所述氨基酸残基包含但不限于
例如氨基酸残基K58、H76、S77、R86、N91、F105、F109或K121以及可以被修饰以降低与LGR4-6的结合亲和力的其它残基。已经鉴别出对人R-脊椎蛋白1的功能活性重要的人R-脊椎蛋白1
的弗林蛋白酶结构域1和弗林蛋白酶结构域2的区域,所述区域包含保守的亲水残基S48、
N51、R66、R70和Q71以及保守性较低的疏水残基L46、L54、I62和L64,所述残基对与E3连接酶的结合而言具有重要性。另外,在人R-脊椎蛋白1弗林蛋白酶结构域1中,氨基酸残基K59、S78、D85、R87、N88和N92与LGR5形成亲水相互作用表面,并且FSHNF氨基酸序列已经被鉴别为对疏水表面而言具有重要性的环。在特定实施例中,包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1和/或弗林蛋白酶结构域2的作用结构域可以包括在这些区域、表面或氨基酸残基中的任何
区域、表面或氨基酸残基内的一个或多个突变。在特定实施例中,包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1和/或弗林蛋白酶结构域2的作用结构域可以包括这些区域、表面或氨基酸残基
外的一个或多个突变或其它改变,所述一个或多个突变或其它改变通过影响结合表面的结
构和/或稳定性间接损害了LGR4-6结合。在某些实施例中,包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1和/或弗林蛋白酶结构域2的作用结构域可以包括任何氨基酸残基处的一个或多个突
变,所述一个或多个突变包含但不限于随附的实例中描绘的那些突变中的任何突变。在特
定实施例中,经过修饰的弗林蛋白酶结构域2与LGR4-6的结合亲和力比对应的野生型弗林
蛋白酶结构域2的结合低80%、50%、20%或10%,例如在全长R-脊椎蛋白的背景下。
[0119] 在某些实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白多肽(例如,人R-脊椎蛋白)的弗林蛋白酶结构域1或其功能性片段或者变体以及R-脊椎蛋白多肽(例如,人R-脊椎蛋白)的未
经过修饰的弗林蛋白酶结构域2。虽然在某些实施例中,更期望与对应的野生型弗林蛋白酶结构域2相比与LGR4-6具有降低的结合亲和力的经过修饰的弗林蛋白酶结构域2增加组织
靶向特异性,但是在特定实施例中,与靶向结构域组合的未经过修饰的弗林蛋白酶结构域2与没有靶向结构域的野生型R-脊椎蛋白相比具有经过改进的组织靶向性,并且在某些背景
下具有实用性。
[0120] 在某些实施例中,作用结构域包括野生型或经过修饰的R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1,例如来自R-脊椎蛋白-1、R-脊椎蛋白-2、R-脊椎蛋白-3、R-脊椎蛋白-4中的任何R-脊椎蛋白,任选地人R-脊椎蛋白-1、人R-脊椎蛋白-2、人R-脊椎蛋白-3或人R-脊椎蛋白-4。在特定实施例中,作用结构域包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶1结构域和野生型或经过修饰的R-
脊椎蛋白弗林蛋白酶2结构域,例如来自R-脊椎蛋白-1、R-脊椎蛋白-2、R-脊椎蛋白-3、R-脊椎蛋白-4中的任何R-脊椎蛋白,任选地人R-脊椎蛋白-1、人R-脊椎蛋白-2、人R-脊椎蛋白-3或人R-脊椎蛋白-4。在特定实施例中,作用结构域包括第一R-脊椎蛋白弗林蛋白酶1结构域和第二野生型或经过修饰的R-脊椎蛋白弗林蛋白酶1结构域,例如来自R-脊椎蛋白-1、R-脊椎蛋白-2、R-脊椎蛋白-3、R-脊椎蛋白-4中的任何R-脊椎蛋白,任选地人R-脊椎蛋白-1、人R-脊椎蛋白-2、人R-脊椎蛋白-3或人R-脊椎蛋白-4。在特定实施例中,经过修饰的弗林蛋白酶结构域2与对应的野生型弗林蛋白酶结构域2的结合相比,与LGR4-6具有可比的结合亲和
力或与LGR4-6具有低80%、50%、20%或10%的结合亲和力,例如在全长R-脊椎蛋白的背景下。
[0121] 靶向结构域
[0122] 特异性组织内的特异性细胞类型和细胞可以包括一个或多个细胞特异性或组织特异性表面分子,如细胞表面受体(参见图2)。如本文所使用的,如果与一种或多种其它细胞或组织类型或者任何其它细胞或组织类型相比,特异性细胞或组织类型中存在更大数量
的分子,则所述分子被认为具有细胞特异性或组织特异性。在某些实施例中,与所述一种或多种其它细胞或组织类型或者任何其它细胞或组织类型中的数量相比,所述更大数量为至
少两倍、至少五倍、至少10倍、至少20倍、至少50倍或至少100倍。在特定实施例中,细胞特异性表面分子例如与一个或多个其它非靶向器官、组织或细胞类型相比,在靶器官、组织或细胞类型上的表达增加或增强,例如期望增强Wnt信号传导例如以治疗或预防疾病或病症的
器官、组织或细胞类型。在某些实施例中,分别与一种或多种其它器官、组织或细胞类型相比,细胞特异性表面分子优先表达在靶器官、组织或细胞类型的表面上。例如,在特定实施例中,与分别在一种或多种、五种或更多种所有其它器官、组织或细胞中或者在平均的所有其它器官、组织或细胞中表达相比,如果在靶器官、组织或细胞中表达细胞表面受体的水平高至少两倍、至少五倍、至少10倍、至少20倍、至少30倍、至少40倍、至少50倍、至少100倍、至少500倍或至少1000倍,则细胞表面受体被认为是组织特异性或细胞特异性细胞表面分子。
在某些实施例中,组织特异性或细胞特异性细胞表面分子是细胞表面受体,例如包括位于
细胞表面膜内的区域和靶向结构域可以结合的细胞外区域的多肽受体。在各个实施例中,
本文所描述的方法可以通过以下来实践:特异性地靶向仅表达在靶组织或包含靶组织的组
织子集上的细胞表面分子,或特异性地靶向与所有、大多数或大量其它组织相比在靶组织
上具有更高表达水平的细胞表面分子,例如,与在至少两个、至少五个、至少十个或至少二十个其它组织上相比在靶组织上具有更高的表达。
[0123] 在特定实施例中,靶向结构域与表达在关注的靶细胞或组织类型上的组织特异性表面分子结合,即期望增强或增加Wnt信号传导活性的细胞或组织类型。与每个组织特异性表面分子结合的靶向结构域可以是,但不限于,抗体或其抗原结合片段、肽、组织特异性或细胞特异性受体的天然配体、或其衍生物、以及合成的小分子等。
[0124] 通过靶向结构域结合的靶向组织可以是任何组织,例如任何哺乳动物组织或细胞类型。在某些实施例中,靶向组织可以存在于任何器官中。在某些实施例中,靶组织是骨组织、肝组织、皮组织、胃组织、肠组织、口腔粘膜组织、肾组织、中枢神经系统组织、乳腺组织、味蕾组织、卵巢组织、内耳组织(包含耳蜗组织和前庭组织)、毛囊、胰腺组织、视网膜组织、角膜组织、心脏组织或肺组织,并且靶向结构域分别与优选地表达在以下组织上的组织特
异性细胞表面分子(例如,细胞表面受体)结合:骨组织、肝组织、皮组织、胃组织、肠组织、口腔粘膜组织、肾组织、中枢神经系统组织、乳腺组织、味蕾组织、卵巢组织、内耳组织(包含耳蜗组织和前庭组织)、毛囊、胰腺组织、视网膜组织、角膜组织、心脏组织或肺组织。
[0125] 靶向结构域可以与任何细胞类型结合,例如任何组织、器官或动物内的任何细胞,所述动物包含但不限于哺乳动物,如人。在某些实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子与特定的细胞类型结合,例如与靶组织相关的特定细胞类型。例如,在肝组织中,靶向结构域可以与肝细胞、肝细胞的前体和干细胞、胆道细胞和/或内皮细胞或其它血管细胞结合。例如,在骨组织中,靶向结构域可以结合产生骨组织中存在的骨细胞、软骨细胞和/或其它细胞的成骨细胞、成骨细胞的前体、间充质干细胞、干细胞和前体细胞。包含但不限于本文所描述的组织的各个组织中存在的细胞类型在本领域中是已知的,并且在各个实施例中,本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子可以结合所述组织类型中的任何组织类型。
[0126] 在各个实施例中,组织特异性表面分子是组织特异性细胞表面受体。对于肝脏,组织特异性细胞表面受体包含但不限于ASGR1、ASGR2、TFR2、SLC10A1等。在某些实施例中,靶向结构域是结合ASGR1、ASGR2、TFR2、SLC10A1、LYPD3或DSG3的天然配体或其功能性变体或者片段、或抗体或者其抗原结合片段。对于骨或肾,这种组织特异性细胞表面受体包含但不限于甲状旁腺激素受体1(PTH1R)等。在某些实施例中,靶向结构域是结合PTH1R的天然配体或其功能性变体或者片段、或抗体或者其抗原结合片段。对于口腔粘膜,这种组织特异性细胞表面受体包含但不限于LYPD3和DSG3。在某些实施例中,靶向结构域是结合LYPD3或DSG3的天然配体或其功能性变体或者片段、或抗体或者其抗原结合片段。
[0127] 脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)包含ASGR1和ASGR2(例如Stockert、Morell和Ashwell,1991《, 靶向诊断和治疗(Targeted Diagnostics and Therapy)》4:41-64所综述的)。这个受体是跨膜蛋白,所述跨膜蛋白通过介导具有暴露的末端半乳糖或N-乙酰半乳糖胺残基的糖蛋白的内吞作用和溶酶体降解而在血清糖蛋白稳态中发挥关键作用。因此,
AGPR的天然配体和合成配体包含但不限于半乳糖化胆碱酯酶、半乳糖(Gal)和N-乙酰半乳
糖胺(GalNAc)、含有分子的GalNAc如GalNAc封端的糖蛋白、以及含有分子或纳米颗粒的单
糖、寡糖或聚糖(例如D'Souza和Devarajan,2015《, 控释期刊(Journal of Controlled 
Release)》,203:126-139所综述的)。
[0128] SLC10家族以钠依赖性方式运输胆汁酸、硫酸化溶质和其它异生物质。创始成员SLC10A1(NTCP)和SLC10A2(ASBT)用于维持胆汁酸的肠肝循环。SLC10A的天然配体和合成配
体的实例包含但不限于胆酸盐、Na(+)/胆汁酸、Na(+)/牛磺胆酸盐以及乙型肝炎病毒的
preS1结构域及其片段或变体(例如Yan等人,2012《e生命(eLife)》,1:e00049所报告的)。
[0129] 转铁蛋白受体2(TFR2)是转铁蛋白受体1(TFR1)的同源物,即通过受体介导的二价铁转铁蛋白(Fe2TF)的内吞作用将铁递送到细胞中的蛋白质。TFR2还结合Fe2TF,但TFR2似乎主要用于调节系统性铁稳态(例如Worthen和Enns,2014《, 药理学前沿(Frontiers in 
Pharmacology)》5:34所综述的)。TFR2的天然配体和合成配体以及结合配偶体的实例包含
但不限于转铁蛋白如二价铁转铁蛋白和血色沉着症(HFE)蛋白及其片段和变体。
[0130] 甲状旁腺激素(PTH)和PTH相关肽(PTHrP)的1型受体(PTH1R)高度地表达在骨和肾中(例如Mannstadt、Juppner和Gardella,1999,《美国生理学期刊(American Journal of 
Physiology)》277:F665-F675所综述的)。甲状旁腺激素受体1(PTH1R)的天然配体和合成配体包含但不限于PTH、PTHrP及其片段和变体。
[0131] 含Ly6/PLAUR结构域的蛋白3(LYPD3)是在于如口腔粘膜、皮肤和食管等组织中发现的复层鳞状上皮中展现出高度特异性表达的GPI锚定蛋白。在伤口愈合期间在迁移的角
化细胞中以及在各种癌中也观察到了LYPD3表达上调(例如Jacobsen、Kriegbaum、Santoni-Rugiu和Ploug,2014《, 世界临床肿瘤学期刊(World Journal of Clinical Oncology)》,5(4):621-32)所综述的)。尽管已经报道了LYPD3表达,但是其确切功能仍不清楚,因为缺乏LYPD3基因的动物在鳞状上皮的发育中可存活、可繁殖且没有明显的缺陷。各个分子已经被鉴别为LYPD3的结合配偶体。层粘连蛋白1、层粘连蛋白5和半乳凝素-3与LYPD3缔合以促进
细胞迁移(Paret、Bourouba、Beer、Miyazaki、 Fiedler和 《国际癌症期刊
(International Journal of Cancer)》2005年7月10日;115(5):724-33)。前梯度2
(Anterior gradient 2)AGR2与LYPD3相互作用并且促进胰腺导管腺癌(PDAC)的癌生长、转
移和对疗法的抗性(Arumugam、Deng、Bover、Wang、Logsdon和Ramachandran《,分子癌症治疗学(Molecular Cancer Therapeutics)》2015年4月;14(4):941-51)。在缺氧条件下,LYPD3与α6β4整合素和基质金属蛋白酶14(MMP14)形成复合物,所述复合物通过病灶化层粘连蛋白332降解促进了癌细胞的运动性。(Ngora、Galli、Miyazaki和 《瘤形成
(Neoplasia)》2012年2月;14(2):95-107)。
[0132] 桥粒芯蛋白3(DSG3)对属于蛋白质的粘蛋白细胞粘附分子超家族的成员的钙结合跨膜糖蛋白进行编码。DSG3表达在细胞与细胞粘附的特殊结构桥粒中、在上皮和粘膜中。
DSG3具有含有DSG3细胞间相互作用所需的Ca2+结合位点的五个细胞外钙粘蛋白结构域
(ECD)(例如Thomason、Scothern、McHarg和Garrod,2010《, 生物化学期刊(Biochemical 
Journal)》,429(3):419-433所综述的)。DSG3细胞间相互作用由其N端附近的反式同嗜性相互作用(trans-homophilic interaction)介导。动物体内DSG3的损耗会导致非常严重的口
腔粘膜糜烂和断奶时脱发,这表明了这个基因对这些组织中的上皮细胞的完整性的重要
性。单分子原子显微镜实验已经示出了经由细胞外钙粘蛋白结构域的同嗜性反式DSG3结
合(Heupel、Zillikens、Drenckhahn和Waschke《免疫学期刊(Journal of Immunology》2008年8月1日,181(3)1825-1834)。
[0133] 组织特异性Wnt信号增强分子的说明性、非限制性实例包含融合蛋白,所述融合蛋白包括:1)包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其变体的第一结构域和包括特异性地结
合ASGR1或ASGR2的抗体或其片段的第二结构域;2)包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或
其变体的第一结构域和包括特异性地结合SLC10A1的抗体或其片段的第二结构域;3)包括
R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其变体的第一结构域和包括特异性地结合TFR2的抗体或
其片段的第二结构域;4)包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其变体的第一结构域和包
括特异性地结合PTH1R的配体衍生物、抗体或其片段的第二结构域;5)包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其变体的第一结构域和包括特异性地结合LYPD3的配体衍生物、抗体或其
片段的第二结构域;6)包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其变体的第一结构域和包括
特异性地结合DSG3的配体衍生物、抗体或其片段的第二结构域;以及7)包括R-脊椎蛋白弗
林蛋白酶结构域1或其变体的第一结构域和包括特异性地结合TFR1的配体衍生物、抗体或
其片段的第二结构域。在特定实施例中,这两个结构域经由接头例如多肽接头连接。在某些实施例中,接头是白蛋白,例如人血清白蛋白,其中靶向结构域和作用结构域处于白蛋白的N端和C端。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子具有包括抗体重链和抗体轻链
(或任一条链或两条链的片段或其变体)的附加抗体(例如,IgG)格式,其中一条链或两条链进一步包括一个或多个另外的结合结构域。在特定实施例中,组织特异性Wnt信号增强分子具有附加抗体(例如,IgG)格式,其中第二结构域包括抗体重链和抗体轻链(或任一条链或
两条链的片段或其变体),并且其中包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或变体的第一结构
域例如在任一条链或两条链的N端和/或C端处附加到抗体重链和/或轻链中的一条链或两
条链。在特定实施例中,第一结构域例如在N端或C端处附加或融合到重链。在特定实施例
中,第一结构域例如在N端或C端处附加或融合到轻链。
[0134] 接头
[0135] 在某些实施例中,靶向结构域和作用结构域彼此直接结合或融合,而在其它实施例中,靶向结构域和作用结构域通过接头例如多肽接头或非肽基接头等分离。在特定实施
例中,接头是Fc接头,例如能够与另一个Fc接头例如经由一个或多个二硫键二聚化的抗体
Fc结构域的区域。在另一个特定实施例中,接头是白蛋白,例如人血清白蛋白,其中靶向结构域和作用结构域处于白蛋白的N端和C端。
[0136] 在某些实施例中,特别是当连接两个多肽时,接头由通过肽键连接在一起的氨基酸构成。在特定实施例中,接头的长度包括1个到约40个氨基酸残基、1个到约20个氨基酸残基或1个到约10个氨基酸残基。在某些实施例中,接头中的氨基酸残基来自这二十个经典氨基酸,并且在某些实施例中,选自半胱氨酸、甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺和/或丝氨酸。在某些实施例中,接头包括一个或多个非天然氨基酸。在一些实施例中,肽基接头由无空间位阻的大多数氨基酸构成,如通过肽键连接的甘氨酸、丝氨酸和丙氨酸。某些接头包含聚甘氨酸、聚丝氨酸和聚丙氨酸或这些氨基酸中的任何氨基酸的组合。一些示例
性肽基接头是;聚(Gly)1-8(SEQ ID NO:159-163),尤其是(Gly)3、(Gly)4(SEQ ID NO:
159)、(Gly)5(SEQ ID NO:160)和(Gly)7(SEQ ID NO:162);以及聚(Gly)4Ser(SEQ ID NO:
164)、聚(Gly-Ala)2-4(SEQ ID No:165-167)和聚(Ala)1-8(SEQ ID NO:168-172))。肽基接头的其它具体实例包含(Gly)5Lys(SEQ ID NO:173)和(Gly)5LysArg(SEQ ID NO:174)。为
了解释以上命名法,例如(Gly)3Lys(Gly)4(SEQ ID NO:175)意指Gly-Gly-Gly-Lys-Gly-
Gly-Gly-Gly(SEQ ID NO:175)。Gly和Ala的其它组合也是有用的。另外,肽基接头还可以包括非肽基区段,如式--CH2--CH2--CH2--CH2--CH2--CH2--的6脂肪族分子。可以改变肽基接头以形成如本文所描述的衍生物。
[0137] 说明性非肽基接头包含例如烷基接头,如--NH--(CH2)s--C(O)--,其中s=2-20。这些烷基接头可以进一步被任何无空间位阻的基团取代,如低级烷基(例如,C1-C6)、低级酰基、卤素(例如,Cl、Br)、CN、NH2、苯基等。可以通过常规有机化学反应合成本发明的物质组合物的非肽部分,如非肽基接头或非肽半衰期延伸部分。如本领域中已知的,可用于连接结合结构域的化学基团包含:氨基甲酸酯;酰胺(胺加羧酸);酯(醇加羧酸)、硫醚(卤代烷加巯基;马来酰亚胺加巯基)、席夫碱(Schiff's base)(胺加)、尿素(胺加异氰酸酯)、硫脲(胺加异硫氰酸酯)、磺胺(胺加磺酰氯)、二硫化物;腙、脂质等。
[0138] 结构域之间的连接可以包括间隔基(spacer),例如烷基间隔基,所述间隔基可以是直链的或支链的,通常是直链的,并且可以包含一个或多个不饱和键;通常具有一个到约
300个碳原子;更通常具有约一个到25个碳原子;并且可以是约三个到12个碳原子。这种类型的间隔基还可以包括杂原子或官能团,包含胺、醚、磷酸二酯等。关注的具体结构包含:
(CH2CH2O)n,其中n为1到约12;(CH2CH2NH)n,其中n为1到约12;[(CH2)n(C=O)NH(CH2)m]z,其中n和m为1到约6,并且z为1到约10;[(CH2)nOPO3(CH2)m]z,其中n和m为1到约6,并且z为1到约
10。这种接头可以包含聚乙二醇,聚乙二醇可以是直链的或支链的。
[0139] 在某些实施例中,结构域可以通过同双功能或异双功能接头连接。说明性实体包含:叠氮基苯甲酰基酰肼、N-[4-(对-叠氮基水杨基氨基)丁基]-3'-[2'-吡啶基二硫]丙酰
胺)、双-磺基琥珀酰亚胺基辛二酸酯、二亚胺代己二酸二甲酯(dimethyladipimidate)、二琥珀酰亚胺基酒石酸酯(disuccinimidyltartrate)、N-γ-马来酰亚胺基丁酰基氧琥珀酰
亚胺酯(N-γmaleimidobutyryloxysuccinimide ester)、N-羟基磺基琥珀酰亚胺基-4-叠
氮基苯甲酸酯、N-琥珀酰亚胺基[4-叠氮基苯基]-1,3'-二硫代丙酸酯、N-琥珀酰亚胺基[4-碘代乙酰基]氨基苯甲酸酯、戊二醛、NHS-PEG-MAL;琥珀酰亚胺基4-[N-马来酰亚胺甲基]环己烷-1-甲酸酯;3-(2-吡啶基二硫)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(SPDP);N,N'-(1,3-亚苯基)
双马来酰亚胺;N,N'-乙烯-双-(碘代乙酰胺);或4-(N-马来酰亚胺甲基)-环己烷-1-羧酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(SMCC);间马来酰亚胺基苯甲酰基-N-羟基琥珀酰亚胺酯(MBS);以及MBS的延伸链类似物琥珀酰亚胺4-(对马来酰亚胺苯基)丁酸酯(SMPB)。在某些实施例中,这些
交联剂的琥珀酰亚胺基与伯胺反应,并且硫醇反应性马来酰亚胺与半胱氨酸残基的硫醇形
成共价键。
[0140] 有用的其它试剂包含:包含双马来酰亚胺己烷(“BMH”)的同双功能交联剂;p,p'-二氟代-m,m'-二硝基二苯砜(与氨基和酚基形成不可逆交联);二甲基胺代己二酸酯(针对氨基具有特异性);苯酚-1,4-二磺酰氯(主要与氨基反应);六亚甲基二异氰酸酯或二异硫
氰酸酯、或偶氮苯基对二异氰酸酯(主要与氨基反应);双重氮联苯胺(主要与酪氨酸和组氨酸反应);邻苯并三唑基四甲基脲六氟磷酸酯(O-benzotriazolyloxy tetramethuluronium hexafluorophosphate)(HATU)、二环己基碳二酰亚胺、溴代-三(吡咯烷基)溴化磷
(PyBroP);N,N-二甲氨基吡啶(DMAP);4-吡咯烷基吡啶;N-羟基苯并三唑;等等。
[0141] Wnt分子、Norrin分子和Wnt信号增强分子
[0142] 本公开进一步涉及Wnt多肽、Norrin多肽和Wnt信号传导激动剂分子及其用于增加Wnt信号传导和治疗或预防Wnt相关疾病或病症的用途,包含本文所描述的那些疾病或病
症。在某些实施例中,向受试者单独地或与本文所描述的一种或多种组织特异性Wnt信号增强分子组合地提供Wnt多肽、Norrin多肽和Wnt信号传导激动剂分子。
[0143] Wnt多肽和Wnt编码多核苷酸序列是本领域中已知的并且包含任何和所有Wnt多肽或多核苷酸,包含属于任何和所有物种的那些Wnt多肽或多核苷酸,包含哺乳动物Wnt多肽
和多核苷酸,如人Wnt多肽和多核苷酸。说明性Wnt多肽包含Wnt1、Wnt2、Wnt2B、Wnt3、Wnt3A、Wnt4、Wnt5A、Wnt5B、Wnt6、Wnt7A、Wnt7B、Wnt8A、Wnt8B、Wnt9A、Wnt9B、Wnt10A、Wnt10B、Wnt11和Wnt16以及前述Wnt中的任何Wnt的功能性变体和片段。Wnt多肽涵盖天然Wnt多肽、Wnt多
肽变体、Wnt多肽片段和嵌合Wnt多肽。在特定实施例中,Wnt多肽是天然人全长成熟Wnt蛋
白。
[0144] 例如,本申请中关注的人天然序列Wnt蛋白包含但不限于以下:Wnt1(GenBank登录号NM_005430);Wnt-2(GenBank登录号NM_003391);Wnt2B(Wnt-13)(GenBank登录号NM_
004185(同种型1)、NM_024494.2(同种型2))、Wnt3(RefSeq.:NM_030753)、Wnt3A(GenBank登录号NM_033131)、Wnt4(GenBank登录号NM_030761)、Wnt5A(GenBank登录号NM_003392)、
Wnt5B(GenBank登录号NM_032642)、Wnt6(GenBank登录号NM_006522)、Wnt7A(GenBank登录
号NM_004625)、Wnt7B(GenBank登录号NM_058238)、Wnt8A(GenBank登录号NM_058244)、
Wnt8B(GenBank登录号NM_003393)、Wnt9A(Wnt-14)(GenBank登录号NM_003395)、Wnt9B
(Wnt15)(GenBank登录号NM_003396)、Wnt1OA(GenBank登录号NM_025216)、Wnt10B(GenBank登录号NM_003394)、Wnt11(GenBank登录号NM_004626)、Wnt16(GenBank登录号NM_016087)。
尽管每个成员与家族具有不同程度的序列一致性,但是所有成员均对含有间距高度保守的
23-24个保守半胱氨酸残基的较小(即,39-46kD)、酰化、棕榈酰化、分泌的糖蛋白进行编码(McMahon,A P等人《, 遗传学趋势(Trends Genet.)》1992;8:236-242;Miller,J R.《,基因组生物学(Genome Biol.)》2002;3(1):3001.1-3001.15)。关注的其它天然序列Wnt多肽包含来自任何哺乳动物的上述直系同源物,所述哺乳动物包含家养和农场动物以及动物园、
实验室或宠物动物,如狗、猫、牛、马、绵羊、猪、山羊、兔、大鼠、小鼠、青蛙、斑马鱼、果蝇、蠕虫等。
[0145] Norrin多肽和Norrin编码多核苷酸序列也是本领域中已知的并且包含任何物种的Norrin多肽或多核苷酸及其功能性变体和片段,包含哺乳动物Norrin多肽和多核苷酸,
如人Norrin多肽和多核苷酸。
[0146] Wnt信号传导激动剂分子包含激动Wnt信号传导的任何类型的分子。在特定实施例中,Wnt信号传导激动剂分子描述于PCT专利申请公开号WO 2016/040895中。Wnt信号传导激动剂可以是任何分子,例如在某些实施例中具有水溶性的蛋白质或药物(例如,有机小分
子),所述分子通过与一种或多种Fzd蛋白和与Lrp5/6结合来直接活化经典Wnt信号传导。在特定实施例中,Wnt信号传导激动剂分子是小分子,所述小分子可以小于约15Kd。在其它实施例中,Wnt信号传导激动剂分子是多肽。另外,某些wnt信号传导激动剂分子可以包括多肽区域或结构域和非多肽区域或结构域两者。
[0147] 在本发明的一些实施例中,Wnt信号传导激动剂分子是多肽,所述多肽可以包括Fzd和Lrp5/6的独立的或连续的结合结构域或元件。多肽Wnt信号传导激动剂可以是单链、
二聚体或更高阶多聚体。Fzd结合结构域/元件和Lrp5/6结合结构域/元件可以直接连接,或者可以通过接头例如多肽接头或非肽接头等分离。
[0148] 在多肽实施例中,Fzd结合结构域可以选自以高亲和力结合Fzd的任何结构域,例如KD为至少约1×10-7M、至少约1×10-8M、至少约1×10-9M或至少约1×10-10M。适合的Fzd
结合结构域包含但不限于:重新设计的Fzd结合蛋白、抗体衍生的结合蛋白例如scFv、Fab
等、以及与一种或多种Fzd蛋白特异性地结合的抗体的其它部分;纳米抗体衍生的结合结构域;基于打结素的工程化支架;Norrin和由其衍生的工程化结合片段、天然存在的Fzd结合结构域等等。
[0149] 在一些实施例中,Fzd结合结构域与一种、两种、三种、四种、五种或更多种不同的卷曲蛋白结合,例如人卷曲蛋白Fz1、Fz2、Fz3、Fz4、Fz5、Fz6、Fz7、Fz8、Fz9、Fz10中的一种或多种人卷曲蛋白。在一些实施例中,基于抗体的信号传导激动剂与Fz1、Fz2、Fz5、Fz7和Fz8结合。在其它实施例中,卷曲结合部分对关注的一种或多种卷曲蛋白具有选择性,例如相对于其它卷曲蛋白,针对所述一种或多种期望的卷曲蛋白具有至少10倍、25倍、50倍、100倍、200倍或更多倍的特异性。
[0150] 在某些实施例中,卷曲结合结构域包括泛特异性卷曲抗体OMP-18R5(vantictumab)的六个CDR区域。在某些实施例中,卷曲结合结构域是包括泛特异性卷曲抗
体OMP-18R5(vantictumab)的六个CDR区域的scFv。参见例如通过引用明确并入本文中的美
国专利号8507442。例如,OMP-18R5的CDR序列包含包括GFTFSHYTLS(SEQ ID NO:176)的重链CDR1、包括VISGDGSYTYYADSVKG(SEQ ID NO:177)的重链CDR2和包括NFIKYVFAN(SEQ ID NO:
178)的重链CDR3以及(ii)包括SGDKLGKKYAS(SEQ ID NO:179)或SGDNIGSFYVH(SEQ ID NO:
180)的轻链CDR1、包括EKDNRPSG(SEQ ID NO:181)或DKSNRPSG(SEQ ID NO:182)的轻链CDR2
和包括SSFAGNSLE(SEQ ID NO:183)或QSYANTLSL(SEQ ID NO:184)的轻链CDR3。在特定实施
例中,卷曲结合结构域是抗体或其衍生物,包含但不限于ScFv、微抗体、纳米抗体和包括SEQ ID NO:176-184的CDR序列的各种抗体模拟物。在某些实施例中,与SEQ ID NO:176-184相
比,这些CDR序列包括一个或多个氨基酸修饰。
[0151] 在其它实施例中,Fzd结合结构域包括来自多个卷曲特异性抗体中的任何卷曲特异性抗体的可变区序列或其CDR,所述多个卷曲特异性抗体是本领域中已知的并且可商购
获得或者可以重新生成。卷曲多肽中的任何卷曲多肽均可以用作免疫原或用于筛选测定以
开发抗体。“Fz”、“Fz蛋白”和“Fz受体”在本文中用于指代卷曲受体家族的蛋白质。这些蛋白质是包括CRD结构域的七次跨膜蛋白(Ingham,P.W.(1996)《遗传学趋势(Trends Genet.)》
12:382-384;Yang-Snyder,J.等人(1996)《当代生物学(Curr.Biol.)》6:1302-1306;
Bhanot,P.等人(1996)《自然(Nature)》382:225-230)。Fz家族中有十个已知成员(Fz1到
Fz10),所述十个成员中的任何成员均可以充当Wnt的受体。人卷曲参考序列的Genbank登录号如下:FZD1(NM_003505);FZD2(NM_001466);FZD3(NM_145866);FZD4(NM_012193);FZD5(NM_003468);FZD6(NM_003506);FZD7(NM_003507);FZD8(NM_031866);FZD9(NM_003508);
FZD10(NM_007197)。卷曲结合结构域的非限制性实例包含:可从Biolegend公司获得的抗
体,例如,对人卷曲4具有特异性的克隆CH3A4A7(CD344)、对人Fz9具有特异性的克隆
W3C4E11(CD349);可从Abeam公司获得的抗体,例如,对Fz7具有特异性的ab64636、对人Fz4具有特异性的ab83042、对人Fz7具有特异性的ab77379、对人Fz8具有特异性的ab75235、对人Fz9具有特异性的ab102956;等等。适合的抗体的其它实例尤其描述于以下中:美国专利申请20140105917;美国专利申请20130230521;美国专利申请20080267955;美国专利申请
20080038272;美国专利申请20030044409。
[0152] 替代物的卷曲结合部分可以是被选择用于与Wnt蛋白的卷曲结合区域的结构同源的工程化蛋白。这种蛋白质可以通过筛选结构数据库的同源性来鉴别。由此鉴别出初始蛋
白,例如微生物Bh1478蛋白。然后,天然蛋白被工程化以提供增加亲和力的氨基酸取代,并且可以通过亲和力成熟进行进一步的选择以便在与期望的卷曲蛋白结合时具有增加的亲
和力和选择性。卷曲结合部分的非限制性实例包含PCT专利申请公开号WO2016/040895的图
1中展示的Fz27蛋白和Fz27-B12蛋白。
[0153] 在某些多肽实施例中,Lrp5/6结合结构域或元件可以选自以高亲和力结合Lrp5/6的任何结构域,例如KD为至少约1×10"7M、至少约1×10"8M、至少约1×10"9M、至少约1×10"
10M。适合的Lrp5/6结合结构域包含但不限于:重新设计的Lrp5/6结合蛋白、抗体衍生的结合蛋白例如scFv、Fab等、以及与一种或多种Fzd蛋白特异性地结合的抗体的其它部分;纳米抗体衍生的结合结构域;基于打结素的工程化支架;天然存在的Lrp5/6结合蛋白或多肽,包含但不限于Norrin、DKK1、DKK2、DKK3、DKK4、骨硬化蛋白;等等。在某些实施例中,Lrp5/6结合结构域是DKK1的C端部分。
[0154] Lrp5/6结合结构域可以选自以高亲和力结合Lrp5或Lrp6的任何结构域,例如KD为至少约1×10"7M、至少约1×10"8M、至少约1×10"9M、至少约1×10"10M。“LRP”、“LRP蛋白”和“LRP受体”在本文中用于指代低密度脂蛋白受体相关蛋白家族的蛋白质。这些受体是在受体介导的内吞作用过程中结合并且内化配体的单次跨膜蛋白。LRP蛋白LRP5(GenBank登录
号NM 002335.2)和LRP6(GenBank登录号NM 002336.2)包含在Wnt受体复合物中。
[0155] 适合的Lrp5/6结合结构域包含但不限于:重新设计的Lrp5/6结合蛋白、抗体衍生的结合蛋白例如scFv、Fab等、以及与一种或多种Fzd蛋白特异性地结合的抗体的其它部分;
纳米抗体衍生的结合结构域;基于打结素的工程化支架;天然存在的Lrp5/6,包含但不限于DKK1、DKK2、DKK3、DKK4、骨硬化蛋白;Wise;包括上述中的任何一种的融合蛋白;上述中任何一种的衍生物;上述中任何一种的变体;以及上述中任何一种的生物活性片段;等等。可以亲和选择Lrp5/6结合结构域以增强结合。
[0156] Dickkopf(Dkk)基因家族的成员(参见Krupnik等人(1999)《基因(Gene)》238(2):301-13)包含Dkk-1、Dkk-2、Dkk-3和Dkk-4,并且Dkk-3相关蛋白Soggy(Sgy).hDkk 1-4含有两个不同的富含半胱氨酸的结构域,其中10个半胱氨酸残基的位置在家族成员之间高度保
守。人Dkk基因和蛋白质的示例性序列是可公开获得的,例如Genbank登录号:NM_014419
(soggy-1);NM_014420(DKK4);AF177394(DKK-1);AF177395(DKK-2);NM_015881(DKK3);以及NM_014421(DKK2)。在本发明的一些实施例中,Lrp6结合部分是DKK1肽,包含但不限于人DKK1的C端结构域。如图5所示,C端结构域可以包括序列KMYHTKGQEGSVCLRSSDCASGLCCARHF
WSKICKPVLKEG QVCTKHRRKGSHGLEIFQRC YCGEGLSCRIQKDHHQASNSSRLHTCQRH(SEQ ID NO:
185)(参见Genbank登录号NP_036374)或其生物活性片段。
[0157] 例如在以下中讨论了DKK蛋白与LRP5/6的结合:Brott和Sokol《分子细胞生物学(Mol.Cell.Biol.)》22(17),6100-6110(2002);以及Li等人《生物化学期刊
(J.Biol.Chem.)》277(8),5977-5981(2002),所述文献各自通过引用明确并入本文中。人
DKK2(Genbank参考NP_055236)的对应区域可以包括序列KMSHIKGHEGDPCLRSSDCIEGFCCARH
FWTKICKPVLHQGEVCTKQRKKGSHGLEIFQRCD CAKGLSCKVWKDATYSSKARLHVCQK(SEQ ID NO:186)
或其生物活性片段。
[0158] 与Lrp5或Lrp6特异性地结合的抗体是本领域中已知的并且可商购获得或者可以重新生成。Lrp5、Lrp6或其片段可以用作免疫原或用于筛选测定以开发抗体。已知抗体的实例包含但不限于以下中描述的那些:Gong等人(2010)《PLoS One》5(9):e12682;Marvin等人(2010)《美国国家科学院院刊(Proc Natl Acad Sci U S A.)》107(35):15473-8;以及可从例如以下商购的那些:圣克鲁兹生物技术公司(Santa Cruz biotechnology)抗体克隆
1A12,所述抗体克隆是针对人类来源的合成LRP5/6产生的并且与小鼠和人类来源的LRP 6
和LRP 5的全长和蛋白水解片段两者结合;单克隆抗体2B11;对目录号为5731的LRP5
(D80F2)具有特异性的信号传导技术公司(Cell Signaling Technology)抗体;等。
[0159] 多肽和结合结构域还可以包含上述多肽的衍生物、变体和生物活性片段。“变体”多肽意指如下文所限定的与所提供序列具有小于100%的序列一致性的生物活性多肽。这种变体包含:与所提供序列相比包括一个或多个氨基酸修饰例如插入、缺失或取代的多肽,例如,其中在天然序列的N端或C端处或者在天然序列内添加一个或多个氨基酸残基;约一
个到四十个氨基酸残基缺失,并且任选地被一个或多个氨基酸残基取代;以及上述多肽的
衍生物,其中氨基酸残基已被共价修饰,使得所得产物具有非天然存在的氨基酸。在某些实施例中,生物活性变体将具有与天然序列多肽有至少约90%、至少约95%或至少约99%的
氨基酸序列一致性的氨基酸序列。序列的“功能性变体”是与初始序列一样具有定性生物学性质的化合物。“功能性变体”包含但不限于序列片段和序列的变体,前提条件是其共同具有生物学活性。术语“变体”涵盖多肽的氨基酸序列变体和其共价修饰两者。
[0160] Fzd结合结构域和Lrp5/6结合结构域在一个球状结构域内可以是连续的,或者可以通过接头分离,例如多肽接头或非肽接头等,包含但不限于本文所描述的那些接头中的
任何接头。接头的长度以及因此结合结构域之间的间距可以用来调制信号强度,并且可以
根据Wnt信号传导激动剂的期望用途进行选择。结合结构域之间的加强距离可以有所变化,但在某些实施例中可以小于约100埃、小于约90埃、小于约80埃、小于约70埃、小于约60埃或小于约50埃。
[0161] 在一些实施例中接头是刚性接头,在其它实施例中接头是柔性接头。在接头是肽接头的情况下,在某些实施例中,接头在长度上可以为约1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个、21个、22个、23个、
24个、25个、26个、27个、28个、29个、30个或更多个氨基酸,并且具有足够的长度和氨基酸组成来加强结合结构域之间的距离。在一些实施例中,接头包括一个或多个甘氨酸和/或丝氨酸残基或由其组成。
[0162] 本公开还包含对一个或多个Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的多核苷酸或核酸序列、包括这些多核苷酸的载体、以及包括这些载体的细胞,所述载体包含表达载体。在某些实施例中,多核苷酸或核酸序列是DNA或RNA。在特定实施例中,RNA是信使RNA(mRNA)。在某些实施例中,RNA是包括一个或多个经过修饰的核苷的经过修饰的
mRNA。包括一个或多个经过修饰的核苷的经过修饰mRNA已经被描述为相比于未经过修饰的
mRNA具有优势,所述优势包含稳定性增加、表达水平更高和免疫原性降低。例如,以下中描述了可以根据本发明使用的经过修饰的mRNA的非限制性实例:PCT专利申请公开号WO2011/
130624、WO2012/138453、WO2013052523、WO 2013151666、WO2013/071047、WO2013/078199、WO 2012045075、WO 2014081507、WO 2014093924、WO 2014164253;美国专利申请号:US 8,
278,036(描述了包括假尿苷的经过修饰的mRNA)、US 8,691,966(描述了包括假尿苷和/或
N1-甲基假尿苷的经过修饰的mRNA)、US 8,835,108(描述了包括5-甲基胞苷的经过修饰的
mRNA)、US 8,748,089(描述了包括假尿苷或1-甲基假尿苷的经过修饰的mRNA)。在特定实施例中,与未经过修饰的A、G、U或C核糖核苷相比,对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的经过修饰的mRNA序列包括至少一个修饰。在特定实施例中,所述至少一
个经过修饰的核苷包含N1-甲基假尿苷和/或5-甲基胞苷。在特定实施例中,经过修饰的
mRNA包括5'端帽序列、接着是对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码
的序列、接着是3'拖尾序列,如polyA或polyA-G序列。
[0163] 在特定实施例中,多核苷酸是载体,例如表达载体,并且表达载体包括对与启动子序列可操作地连接的本文所描述的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的多核苷酸序列,所述启动子序列例如驱动多核苷酸在细胞中的表达的启动子序列。在
某些实施例中,载体是病毒载体,例如包括多核苷酸的病毒,所述多核苷酸包括表达盒,所述表达盒包括与对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的DNA或RNA序
列可操作地连接的启动子。在特定实施例中,表达盒包括5'和/或3'细胞或病毒UTR。
[0164] 本公开还包含本文所描述的多核苷酸的功能性片段和变体,包含与本文所描述的多核苷酸具有至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的多核苷酸序列一致性的变体。与本文所公开的序列中的任何序列相
比,这种变体可以包括一个或多个核苷酸或核苷修饰,例如一个或多个核苷酸缺失、插入或取代。在特定实施例中,本文所描述的多核苷酸被密码子优化,例如以增强经过编码的多肽在宿主细胞中的表达。在特定实施例中,多核苷酸变体包括一个或多个经过修饰的核苷酸
或核苷。
[0165] 本公开还包含包括对本文所描述的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的多核苷酸或载体的细胞。在某些实施例中,细胞是宿主细胞,如例如可以用于产生Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子的HEK293细胞。在制备主题组合物时,可以采用任何宿主细胞,包含但不限于例如哺乳动物细胞(例如,293细胞)、昆虫细胞(例
如,SF9细胞)、微生物和酵母。在某些实施例中,细胞对用本文所描述的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子治疗的受试者而言是异源或自体的。在特定实施例中,细胞从受试者获得并且用本文所描述的病毒载体进行转导。在特定实施例中,经过转导的细胞被
递送到受试者以进行治疗。本公开还包含包括一种或多种Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号
传导激动剂分子或者一种或多种多核苷酸或载体的药物组合物,所述一种或多种多核苷酸
或载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的序列。
[0166] 药物组合物
[0167] 还公开了包括本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子和一种或多种药学上可接受的稀释剂、载剂或赋形剂的药物组合物。在特定实施例中,药物组合物进一步包括本文所描述的一种或多种Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子。
[0168] 在进一步的实施例中,还公开了包括多核苷酸和一种或多种药学上可接受的稀释剂、载剂或赋形剂的药物组合物,所述多核苷酸包括对本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列。在特定实施例中,药物组合物进一步包括一种或多种多核苷
酸,所述一种或多种多核苷酸包括对本文所描述的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激
动剂分子进行编码的核酸序列。在某些实施例中,多核苷酸是DNA或mRNA,例如经过修饰的mRNA。在特定实施例中,多核苷酸是进一步包括5'帽序列和/或3'拖尾序列例如polyA尾的
经过修饰的mRNA。在其它实施例中,多核苷酸是包括与编码序列操作性地连接的启动子的
表达盒。在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多
肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列存在于相同的多核苷酸中。
[0169] 在进一步的实施例中,还公开了包括表达载体例如病毒载体和一种或多种药学上可接受的稀释剂、载剂或赋形剂的药物组合物,所述载体包括多核苷酸,所述多核苷酸包括对本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列。在特定实施例中,药物组合物进一步包括表达载体,例如病毒载体,所述表达载体包括多核苷酸,所述多核苷酸包括对本文所描述的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列。
在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、
Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列存在于相同的多核苷酸例如表
达盒中。
[0170] 本发明进一步设想了包括细胞和一种或多种药学上可接受的稀释剂、载剂或赋形剂的药物组合物,所述细胞包括表达载体,所述表达载体包括多核苷酸,所述多核苷酸包括与对本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸操作性地连接的启动子。
在特定实施例中,药物组合物进一步包括细胞,所述细胞包括表达载体,所述表达载体包括多核苷酸,所述多核苷酸包括与对本文所描述的Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动
剂分子进行编码的核酸序列操作性地连接的启动子。在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行
编码的核酸序列存在于相同的多核苷酸例如表达盒中和/或在相同的细胞中。在特定实施
例中,细胞是从待治疗受试者获得的异源细胞或自体细胞。在特定实施例中,细胞是干细
胞,例如脂肪源干细胞或造血干细胞。
[0171] 本公开设想了包括用于递送组织特异性Wnt信号增强分子作为第一活性剂的第一分子和用于递送Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂作为第二活性剂的第二分子的
药物组合物。第一分子和第二分子可以是相同类型的分子或不同类型的分子。例如,在某些实施例中,第一分子和第二分子可以各自独立地选自以下类型的分子:多肽、有机小分子、对第一活性剂或第二活性剂进行编码的核酸(任选地,DNA或mRNA,任选地,经过修饰的
RNA)、包括对第一活性剂或第二活性剂进行编码的核酸序列的载体(任选地,表达载体或病毒载体)以及包括对第一活性剂或第二活性剂进行编码的核酸序列的细胞(任选地,表达
盒)。
[0172] 单独的或组合的主题分子可以与可用于制备通常安全、无毒且理想的调配物的药学上可接受的载剂、稀释剂和试剂进行组合,并且包含可接受以供哺乳动物例如人或灵长
类动物使用的赋形剂。这种赋形剂可以是固体、液体、半固体或在气溶胶组合物的情况下气体。这种载剂或稀释剂的实例包含但不限于水、盐水、林格氏溶液、右旋糖溶液和5%人血清白蛋白。补充性活性化合物也可以并入调配物中。用于调配物的溶液或悬浮液可以包含:无菌稀释剂,如注射用水、盐水溶液、非挥发油、聚乙二醇、甘油、丙二醇或其它合成溶剂;抗菌化合物,如苯甲醇或对羟基苯甲酸甲酯;抗氧化剂,如抗坏血酸或亚硫酸氢钠;螯合化合物,如乙二胺四乙酸(EDTA);缓冲剂,如乙酸盐、柠檬酸盐或磷酸盐洗涤剂,如用于防止聚合的吐温20(Tween 20);以及用于调节张力的化合物,如氯化钠或右旋糖。可以用酸或碱如盐酸或氢氧化钠调整pH。在特定实施例中,药物组合物是无菌的。
[0173] 药物组合物可以进一步包含无菌水溶液或分散液以及用于临时制备无菌可注射溶液或分散液的无菌粉末。对于静脉内施用,适合的载剂包含生理盐水、抑菌水或磷酸酯缓冲盐水(PBS)。在一些情况下,组合物是无菌的并且应当具有达到易于注射的程度的流动
性。在某些实施例中,组合物在制造和储存的条件下是稳定的,并且抵抗如细菌和真菌等微生物的污染作用进行保存。载剂可以是例如含有例如水、乙醇、多元醇(例如,甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)及其适合的混合物的溶剂或分散介质。恰当的流动性可以例如通过使
用如卵磷脂等包衣、在分散体的情况下通过维持所需的颗粒大小、以及通过使用表面活性
剂来维持。防止微生物的作用可以通过各种抗细菌剂和抗真菌剂来实现,例如对羟苯甲酸
酯、三氯叔丁醇、苯酚、抗坏血酸、硫柳汞等。在许多情况下,组合物中包含等渗剂是优选的,例如糖、多元醇如甘露醇、山梨醇、氯化钠。内部组合物的延长吸收可以通过在组合物中包含延迟吸收的药剂例如单硬脂酸和明胶来实现。
[0174] 无菌溶液可以根据需要通过将所需量的组织特异性Wnt信号增强分子并入具有上文所列举成分中的一种成分或其组合的适当溶剂中、之后进行过滤灭菌来制备。通常,分散液通过将活性化合物并入含有基础分散介质和来自上文所列举的那些成分的所需其它成
分的无菌媒剂中来制备。在用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末的情况下,制备方法是真
空干燥以及冷冻干燥,所述方法从其先前无菌过滤的溶液产生了活性成分加上任何另外的
期望成分的粉末。
[0175] 在一个实施例中,药物组合物与保护融合蛋白免于从体内快速消除的载剂一起制备,如控释调配物,包含植入物和微囊化递送系统。可以使用生物可降解的、生物相容的聚合物,如乙烯醋酸乙烯酯、聚酸酐、聚乙醇酸、胶原、聚原酸酯和聚乳酸。用于制备这种调配物的方法对本领域技术人员而言将是显而易见的。材料也可以商购获得。脂质体悬浮液也
可以用作药学上可接受的载剂。这些脂质体悬浮液可以根据本领域技术人员已知的方法制
备。
[0176] 以易于施用和实现剂量均匀性的剂量单位形式来配制药物组合物可以是有利的。如本文所使用的剂量单位形式是指适于作为单一剂量用于待治疗受试者的物理上离散的
单位;每个单位均含有经计算与所需药物载剂缔合产生期望的治疗效果的预定量的活性化
合物。本发明的剂量单位形式的规格由如下决定并且直接依赖于此:活性化合物的独特特
性和待实现的特定治疗效果以及本领域中在混配这种活性化合物以用于治疗个体时所固
有的局限性。
[0177] 药物组合物可以与施用说明书一起包含在容器、包装或分配器中,分配器例如注射器,例如载药注射器
[0178] 本发明的药物组合物涵盖任何药学上可接受的盐、酯、或这种酯的盐、或在施用于包括人在内的动物时能够(直接地或间接地)提供生物活性组织特异性Wnt信号增强分子的任何其它化合物。
[0179] 本发明包含本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子的药学上可接受的盐。术语“药学上可接受的盐”是指本发明的化合物的生理学上可接受的盐和药学上可接受的盐:
即,保留了母体化合物的期望生物活性并且不对母体化合物产生不期望的毒理效应的盐。
各种药学上可接受的盐是本领域中已知的并且描述于例如以下中:《雷明顿氏药学全书
(Remington's Pharmaceutical Sciences)》,第17版,Alfonso R.Gennaro(编),美国宾夕
法尼亚州伊斯顿马克出版公司(Mark Publishing Company,Easton,PA,USA),1985(及其近
期版本)《;制药技术百科全书(Encyclopaedia of Pharmaceutical Technology)》,第3版,James Swarbrick(编),美国纽约州美国英富曼医疗卫生(有限公司)(Informa Healthcare 
USA(Inc.),NY,USA),2007;以及《药物科学期刊(J.Pharm.Sci.)》66:2(1977)。而且,有关适合的盐的评述,参见Stahl和Wermuth的《药用盐手册:性质、选择和使用(Handbook of 
Pharmaceutical Salts:Properties,Selection,and Use)》(Wiley-VCH,2002)。
[0180] 用如碱金属和碱土金属或有机胺等金属或胺形成药学上可接受的碱加成盐。用作阳离子的金属包括钠、、镁、钙等。胺包括N-N'-二苄基乙二胺、氯普鲁卡因、胆碱、二乙醇胺、二环己胺、乙二胺、N-甲基葡糖胺和普鲁卡因(参见例如,Berge等人,《药用盐
(Pharmaceutical Salts)》《, 药学期刊(J.Pharma Sci.),1977,66,119)。所述酸性化合物的碱加成盐通过使游离酸形式与足量的期望碱接触以便以常规方式产生盐来制备。游离酸
形式可以通过使盐形式与酸接触并且以常规方式分离游离酸来再生。游离酸形式在某些物
理性质方面如在极性溶剂中的溶解度与其各自的盐形式略有不同,但是出于本发明的目
的,盐等同于其各自的游离酸。
[0181] 在一些实施例中,本文所提供的药物组合物包括与药学上可接受的载剂、稀释剂和/或赋形剂混合的治疗有效量的本文所描述的组织特异性Wnt信号增强分子,所述药学上
可接受的载剂、稀释剂和/或赋形剂例如盐水、磷酸盐缓冲盐水、磷酸盐和氨基酸、聚合物、多元醇、糖、缓冲剂、防腐剂和其它蛋白质。示例性氨基酸、聚合物和糖等是辛基苯氧基聚乙氧基乙醇化合物、聚乙二醇单硬脂酸酯化合物、聚氧乙烯山梨聚糖脂肪酸酯、蔗糖、果糖、右旋糖、麦芽糖、葡萄糖、甘露醇、葡聚糖、山梨糖醇、肌醇、半乳糖醇、木糖醇、乳糖、海藻糖、牛或人血清白蛋白、柠檬酸盐、乙酸盐、林格氏和汉克氏溶液、半胱氨酸、精氨酸、肉毒碱、丙氨酸、甘氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸、聚乙烯吡咯烷、聚乙烯和乙二醇。优选地,这一调配物在4℃下在至少六个月内是稳定的。
[0182] 在一些实施例中,本文所提供的药物组合物包括缓冲液,如磷酸盐缓冲盐水(PBS)或磷酸钠/硫酸钠、tris缓冲液、甘氨酸缓冲液、无菌水和普通技术人员已知的其它缓冲液,如Good等人(1966)《生物化学(Biochemistry)》5:467所描述的那些缓冲液。缓冲液的pH可以在6.5到7.75的范围内,优选地7到7.5,并且最优选地7.2到7.4。
[0183] 用于增加细胞中的Wnt活性的方法
[0184] 本文关于融合蛋白所例证的组织特异性Wnt信号增强分子可以用于增加靶向组织或细胞类型中的Wnt信号传导。在特定实施例中,Wnt信号传导是经典Wnt信号传导。因此,在一些方面,本发明提供了用于增加或增强靶组织或靶细胞中的Wnt信号传导的方法,所述方法包括使靶组织或靶细胞与有效量的本发明的组织特异性Wnt信号增强分子接触,其中所
述分子包括以组织特异性或细胞特异性方式与靶组织或靶细胞上的细胞表面受体结合的
靶向结构域。在一些实施例中,接触在体外、离体地或在体内发生,例如向受试者施用或提供主题组织特异性Wnt信号增强分子。在特定实施例中,细胞是培养细胞,并且接触在体外发生。
[0185] 在某些实施例中,所述方法包括进一步使靶组织或靶细胞与本文所描述的一种或多种Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子接触。本公开设想了使靶组织或靶细
胞与用于递送组织特异性Wnt信号增强分子作为第一活性剂的第一分子和用于递送Wnt多
肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂作为第二活性剂的第二分子接触。第一分子和第二分子可以是相同类型的分子或不同类型的分子。例如,在某些实施例中,第一分子和第二分子可以各自独立地选自以下类型的分子:多肽、有机小分子、对第一活性剂或第二活性剂进行编码的核酸(任选地,DNA或mRNA,任选地,经过修饰的RNA)、包括对第一活性剂或第二活性剂进行编码的核酸序列的载体(任选地,表达载体或病毒载体)以及包括对第一活性剂或第
二活性剂进行编码的核酸序列的细胞(任选地,表达盒)。
[0186] 在相关方面,本发明提供了用于增加靶组织或靶细胞中的Wnt信号传导的方法,所述方法包括使靶组织或靶细胞与有效量的包括对本发明的组织特异性Wnt信号增强分子进
行编码的核酸序列的多核苷酸接触,其中所述分子包括以组织特异性或细胞特异性方式与
靶组织或靶细胞上的细胞表面受体结合的靶向结构域。在某些实施例中,还使靶组织或靶
细胞与包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列的多核苷酸
接触。在某些实施例中,多核苷酸是DNA或mRNA,例如经过修饰的mRNA。在特定实施例中,多核苷酸是进一步包括5'帽序列和/或3'拖尾序列例如polyA尾的经过修饰的mRNA。在其它实
施例中,多核苷酸是包括与编码序列操作性地连接的启动子的表达盒。在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传
导激动剂分子进行编码的核酸序列存在于相同的多核苷酸中。
[0187] 在相关方面,本发明提供了用于增加靶组织或靶细胞中的Wnt信号传导的方法,所述方法包括使靶组织或靶细胞与有效量的包括对本发明的组织特异性Wnt信号增强分子进
行编码的核酸序列的载体接触,其中所述分子包括以组织特异性或细胞特异性方式与靶组
织或靶细胞上的细胞表面受体结合的靶向结构域。在某些实施例中,还使靶组织或靶细胞
与包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列的载体接触。在
某些实施例中,载体是表达载体并且可以包括与核酸序列操作性地连接的启动子序列。在
特定实施例中,载体是病毒载体。在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列存
在于相同的载体中,例如在相同的表达盒中。
[0188] 在相关方面,本发明提供了用于增加靶组织中的Wnt信号传导的方法,所述方法包括使靶组织与有效量的包括对本发明的组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列
的细胞接触,其中所述分子包括以组织特异性或细胞特异性方式与靶组织或靶细胞上的细
胞表面受体结合的靶向结构域。在某些实施例中,还使靶组织与包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列的细胞接触。在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分
子进行编码的核酸序列存在于相同的细胞中。在特定实施例中,细胞是从待治疗受试者获
得的异源细胞或自体细胞。在某些实施例中,用包括对组织特异性Wnt信号增强分子或者
Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的表达盒的载体对细胞进行转
导。在特定实施例中,细胞是干细胞,例如脂肪源干细胞或造血干细胞。
[0189] 用于治疗疾病和病症的方法
[0190] 本文关于融合蛋白所例证的组织特异性Wnt信号增强分子可以用于治疗疾病、病症或病状,例如通过增加靶向细胞、组织或器官中的Wnt信号传导。因此,在一些方面,本发明提供了用于治疗有需要的受试者的疾病或病状的方法,例如与减少的Wnt信号传导相关
的疾病或病症或者增加的Wnt信号传导会提供治疗益处的疾病或病症,所述方法包括使受
试者接触有效量的本公开的组合物。在特定实施例中,组合物是包括以下中的任何一种的
药物组合物:组织特异性Wnt信号增强分子,例如小分子或多肽;多核苷酸,所述多核苷酸包括对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列,例如DNA或mRNA,任选地经过修饰
的mRNA;载体,所述载体包括对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列,例如表达载体或病毒载体;或者细胞,所述细胞包括对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列,例如用对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的表达载体或病毒载体转导的细
胞。在特定实施例中,疾病或病状是病理性疾病或病症或者损伤,例如由伤口引起的损伤。
在某些实施例中,伤口可能是另一种治疗性治疗的结果。在某些实施例中,疾病或病状包括受损组织修复、愈合或再生,或者会受益于增加的组织修复、愈合或再生。在一些实施例中,接触在体内发生,即向受试者施用主题组合物。
[0191] 在某些实施例中,所述方法包括使受试者进一步接触药物组合物,所述药物组合物包括本文所描述的一种或多种Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子。本公开
设想了使受试者接触用于递送组织特异性Wnt信号增强分子作为第一活性剂的第一分子和
用于递送Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂作为第二活性剂的第二分子。第一分
子和第二分子可以是相同类型的分子或不同类型的分子。例如,在某些实施例中,第一分子和第二分子可以各自独立地选自以下类型的分子:多肽、有机小分子、对第一活性剂或第二活性剂进行编码的核酸(任选地,DNA或mRNA,任选地,经过修饰的RNA)、包括对第一活性剂或第二活性剂进行编码的核酸序列的载体(任选地,表达载体或病毒载体)以及包括对第一
活性剂或第二活性剂进行编码的核酸序列的细胞(任选地,表达盒)。
[0192] 在相关方面,本发明提供了用于治疗疾病或病状的方法,例如与减少的Wnt信号传导相关的疾病或病症或者增加的Wnt信号传导会提供治疗益处的疾病或病症,所述方法包
括使有需要的受试者接触包括有效量的多核苷酸的药物组合物,所述多核苷酸包括对本发
明的组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列,其中所述分子包括以组织特异性
或细胞特异性方式与靶组织或靶细胞上的细胞表面受体结合的靶向结构域。在某些实施例
中,还使受试者接触包括有效量的多核苷酸的药物组合物,所述多核苷酸包括对Wnt多肽、诺里病蛋白多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列。在某些实施例中,多核苷酸是DNA或mRNA,例如经过修饰的mRNA。在特定实施例中,多核苷酸是进一步包括5'帽序列和/或
3'拖尾序列例如polyA尾的经过修饰的mRNA。在其它实施例中,多核苷酸是包括与编码序列操作性地连接的启动子的表达盒。在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列存
在于相同的多核苷酸中。
[0193] 在相关方面,本发明提供了用于治疗疾病或病状的方法,例如与减少的Wnt信号传导相关的疾病或病症或者增加的Wnt信号传导会提供治疗益处的疾病或病症,所述方法包
括使有需要的受试者接触包括有效量的载体的药物组合物,所述载体包括对本发明的组织
特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列,其中所述分子包括以组织特异性或细胞特
异性方式与靶组织或靶细胞上的细胞表面受体结合的靶向结构域。在某些实施例中,还使
受试者接触包括有效量的载体的药物组合物,所述载体包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt
信号传导激动剂进行编码的核酸序列。在某些实施例中,载体是表达载体并且可以包括与
核酸序列操作性地连接的启动子序列。在特定实施例中,载体是病毒载体。在某些实施例
中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列存在于相同的载体中,例如在相同的表达盒中。
[0194] 在相关方面,本发明提供了用于治疗疾病或病状的方法,例如与减少的Wnt信号传导相关的疾病或病症或者增加的Wnt信号传导会提供治疗益处的疾病或病症,所述方法包
括使有需要的受试者接触包括有效量的细胞的药物组合物,所述细胞包括对本发明的组织
特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列,其中所述分子包括以组织特异性或细胞特
异性方式与靶组织或靶细胞上的细胞表面受体结合的靶向结构域。在某些实施例中,还使
受试者接触包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列的细
胞。在某些实施例中,对组织特异性Wnt信号增强分子进行编码的核酸序列和对Wnt多肽、
Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的核酸序列存在于相同的细胞中。在特定
实施例中,细胞是从待治疗受试者获得的异源细胞或自体细胞。在某些实施例中,用包括对组织特异性Wnt信号增强分子或者Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编
码的表达盒的载体对细胞进行转导。在特定实施例中,细胞是干细胞,例如脂肪源干细胞或造血干细胞。
[0195] 在其它方面,本发明提供了用于治疗疾病或病状的方法,例如与减少的Wnt信号传导相关的疾病或病症或者增加的Wnt信号传导会提供治疗益处的疾病或病症,所述方法包
括使有需要的受试者接触包括有效量的多核苷酸的药物组合物,所述多核苷酸包括对Wnt
多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列。在某些实施例中,多核苷酸是DNA或mRNA,例如经过修饰的mRNA。在特定实施例中,多核苷酸是进一步包括5'帽序列和/或3'拖尾序列例如polyA尾的经过修饰的mRNA。在其它实施例中,多核苷酸是包括与编码序列操作性地连接的启动子的表达盒。
[0196] 在相关方面,本发明提供了用于治疗疾病或病状的方法,例如与减少的Wnt信号传导相关的疾病或病症或者增加的Wnt信号传导会提供治疗益处的疾病或病症,所述方法包
括使有需要的受试者接触包括有效量的载体的药物组合物,所述载体包括对Wnt多肽、
Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列。在某些实施例中,载体是表达载体并且可以包括与核酸序列操作性地连接的启动子序列。在特定实施例中,载体是病毒载体。
[0197] 在相关方面,本发明提供了用于治疗疾病或病状的方法,例如与减少的Wnt信号传导相关的疾病或病症或者增加的Wnt信号传导会提供治疗益处的疾病或病症,所述方法包
括使有需要的受试者接触包括有效量的细胞的药物组合物,所述细胞包括对Wnt多肽、
Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂进行编码的核酸序列。在特定实施例中,细胞是从待治疗受试者获得的异源细胞或自体细胞。在某些实施例中,用包括对Wnt多肽、Norrin多肽或Wnt信号传导激动剂分子进行编码的表达盒的载体对细胞进行转导。在特定实施例中,细胞是
干细胞,例如脂肪源干细胞或造血干细胞。
[0198] Wnt信号传导在干细胞的发育过程和维持中发挥着关键作用。Wnt信号的重新活化与损伤和疾病后大多数组织的再生和修复相关。组织特异性Wnt信号增强分子可以响应于
损伤和疾病提供愈合和组织修复的益处。组织损害和损失的原因包含但不限于老化、变性、遗传性病状、感染和炎症、创伤性损伤、毒素/代谢诱导的毒性、或其它病理性病状。已经显示Wnt信号和Wnt信号的增强子使成年组织驻留干细胞活化。在一些实施例中,施用本发明
的化合物以用于治疗患病组织或受损组织、用于组织再生以及用于细胞生长和增殖和/或
用于组织工程化。
[0199] 与Wnt通路的突变相关的人类疾病针对治疗和预防疾病中Wnt信号的增强提供了有力证据。临床前体内和体外研究提供了许多疾病病状中涉及Wnt信号的另外的证据,并且进一步支持将组织特异性Wnt信号增强分子用于各种人类疾病。例如,本发明的组合物可以用于促进或增加骨生长或再生、骨移植、骨折愈合、骨质疏松症和骨质疏松性骨折的治疗、脊柱融合、矫形装置的骨整合、腱-骨整合、牙齿生长和再生、牙种植、牙周疾病、颌面重建和颌骨坏死。本发明的组合物还可以用于:治疗脱发;增强感觉器官的再生,例如治疗听力损失,治疗前庭功能减退,治疗黄斑变性,治疗玻璃体视网膜病变、糖尿病视网膜病变或其它视网膜变性疾病、福斯氏营养不良、其它角膜疾病等;治疗中风、创伤性脑损伤、阿尔茨海默症、多发性硬化和影响血脑屏障的其它病状;治疗脊髓损伤、其它脊髓疾病。本发明的组合物还可以用于:治疗口腔粘膜炎、肠道粘膜炎;治疗短肠综合征、炎性肠疾病(IBD)、其它胃肠道病症;治疗代谢综合征;治疗糖尿病;治疗胰腺炎、其中外分泌或内分泌胰腺组织受损的病状、其中期望增强的表皮再生例如表皮伤口愈合的病状;治疗糖尿病足溃疡、涉及牙
齿、指甲或真皮发育不全等的综合征、其中血管生成有益的病状;治疗心肌梗死、冠状动脉疾病、心力衰竭、增强造血细胞的生长,例如增强来自骨髓的造血干细胞移植、动员外周血;
治疗免疫缺陷、移植物抗宿主疾病等;治疗急性肾损伤、慢性肾病;治疗肺病、慢性阻塞性肺病(COPD)、特发性肺纤维化;增强肺组织的再生。本发明的组合物还可以用于增强肝细胞再生,例如肝再生、治疗肝硬化、增强肝移植、治疗急性肝功能衰竭、治疗经历丙型肝炎或乙型肝炎病毒感染或抗病毒后药物疗法的慢性肝病、酒精性肝病、伴随脂肪变性或脂肪性肝炎
的非酒精性肝病等。本发明的组合物可以治疗疾病和病症,包含但不限于其中期望再生性
细胞生长的病状。
[0200] 涉及Wnt信号传导组分中的功能丧失突变或功能获得突变的人类遗传学显示了支持增强Wnt信号以用于骨生长的有力证据。其中期望增强的骨生长的病状可以包含但不限
于骨折、移植、在假体装置周围向内生长、骨质疏松症、骨质疏松性骨折、脊柱融合、颌骨坏死、牙种植、牙周疾病、颌面重建等。组织特异性Wnt信号增强分子增强和促进了对促进骨再生至关重要的Wnt信号。用于使骨组织再生的方法受益于施用本发明的化合物,所述施用可以是全身性的或局部化。在一些实施例中,使骨髓细胞暴露于本发明的分子,从而使得所述骨髓内的干细胞活化。
[0201] 在一些实施例中,通过使响应性细胞群与有效剂量的本发明的分子接触来增强骨再生,所述响应性细胞群例如骨髓、骨祖细胞、骨干细胞等。用于使骨组织再生的方法受益于施用本发明的化合物,所述施用可以是全身性的或局部化。在一些这种实施例中,在体内执行接触。在其它这种实施例中,离体地执行接触。分子可以例如通过加载到任选地可生物降解的基质上而定位到作用位点,并且任选地提供活性剂的缓释。基质载剂包含但不限于
可吸收的胶原海绵、陶瓷、水凝胶、高分子微球、纳米颗粒、骨水泥等。
[0202] 包括本发明的分子中的一种或多种分子的组合物可以用于在体内治疗骨骼组织缺陷。“骨骼组织缺陷”意指骨骼或其它骨骼结缔组织在期望恢复骨骼或结缔组织的任何位点处的缺陷,无论缺陷是如何引起的,例如无论是手术干预、肿瘤切除、溃疡、植入、骨折还是其它创伤性或退行性病状的结果。本发明的组合物可以用作用于恢复结缔组织的软骨功
能、用于修复软骨组织的缺损或损伤的方案的一部分,所述软骨组织的缺损或损伤如退行
性磨损和关节炎、组织创伤、半月板撕裂移位、半月板切除、由韧带撕裂、关节不齐、骨折或遗传性疾病引起的关节脱位。
[0203] 本发明的组合物还可以用于治疗牙周病。牙周病是牙齿脱落的主要原因并且与多种全身性病状有关。在一些实施例中,通过接触响应性细胞群来增强牙齿或下层骨再生。在一些这种实施例中,在体内执行接触。在其它这种实施例中,离体地执行接触,随后植入活化的干细胞或祖细胞。分子可以例如通过加载到任选地可生物降解的基质上而定位到作用
位点,并且任选地提供活性剂的缓释。基质载剂包含但不限于可吸收的胶原海绵、陶瓷、水凝胶、骨水泥、聚合物微球、纳米颗粒等。
[0204] 研究已经表明,Wnt信号传导和R-脊椎蛋白的生物学能够在损伤、老化或变性后促进内耳中的感觉毛细胞再生。听力丧失或前庭功能减退所涉及的内耳中感觉毛细胞的损失
也可以受益于本发明的组合物。在内耳中,听觉器官容纳将声音振动转化为电脉冲所需的
机械敏感毛细胞。包含半规管(SSC)、椭圆囊和球囊的前庭器官还含有感觉毛细胞,以检测头部位置和头部运动。本发明的组合物可以用于例如:输注;基质或其它储库系统;或者到耳朵的其它局部应用以增强听觉再生。
[0205] 本发明的组合物还可以用于视网膜组织再生。在成年哺乳动物视网膜中,穆勒神经胶质细胞(Muller glia cell)能够使视网膜细胞再生,包含光感受器,例如在体内神经
毒性损伤后之后。Wnt信号传导和Wnt信号的增强子可以促进穆勒神经胶质源视网膜祖细胞
在损害后或在变性期间增殖。本发明的组合物还可以用于使眼中的组织和其它细胞类型再
生。例如,年龄相关性黄斑变性(AMD)、其它视网膜退行性疾病、角膜病、福斯氏营养不良、玻璃体视网膜病变、遗传性疾病等可以受益于本发明的组合物。AMD的特征在于渐进性降低的中心视觉和视敏度。福斯氏营养不良的特征在于角膜内皮细胞的渐进性丧失。Wnt信号和
Wnt信号的增强可以促进眼部组织中角膜内皮、视网膜上皮等的再生。在其它实施例中,本发明的组合物可以用于例如:输注;基质或其它储库系统;或者到眼睛的其它局部应用以使视网膜再生并治疗黄斑变性。
[0206] 已经通过谱系示踪研究鉴别出用于肝细胞的稳态更新的特定增殖细胞群,例如中心周围区域的Axin2阳性细胞。谱系示踪研究还鉴别出了另外可能的肝脏祖细胞,包含但不限于Lgr阳性细胞。包含Lgr5阳性细胞和Axin2阳性细胞在内的自我更新肝细胞和其它可能
祖细胞群被鉴别为能够在损伤后响应于Wnt信号和/或R-脊椎蛋白进行再生。急性肝损伤和
衰竭以及慢性肝病的许多临床前模型显示出肝细胞的恢复和再生受益于增强Wnt信号。本
发明的组合物可以用于:治疗急性肝衰竭、急性酒精性肝损伤;治疗经历丙型肝炎或乙型肝炎病毒感染或抗病毒后药物疗法的慢性肝疾病、慢性酒精性肝病、非酒精性脂肪肝疾病和
非酒精性脂肪性肝炎(NASH);治疗肝硬化和所有原因的严重慢性肝病;以及增强肝细胞的
再生。用于使肝组织再生的方法受益于施用本发明的化合物,所述施用可以是全身性的或
局部化。这些方法包含但不限于全身性施用方法和局部化施用方法,例如通过注射到肝组
织中、通过注射到通向肝脏的静脉或血管中、通过植入缓释调配物等。
[0207] Wnt信号在各种上皮组织的再生中发挥着重要作用。各种表皮病状受益于用本发明的化合物进行的治疗。当附在胃肠道上的快速分开的上皮细胞破裂从而使粘膜组织易于
溃疡和感染时,发生粘膜炎。上皮层(epithelial lining)的覆盖口腔的部分,被称为口腔粘膜,是身体最敏感的部位之一,并且特别容易受到化疗和放射的伤害。口腔粘膜炎可能是癌症治疗特别是化疗和放射中最常见的使人衰弱的并发症。另外,本发明的组合物还可以
有益于治疗肠道粘膜炎、短肠综合征、炎性肠病(IBD)或其它胃肠病症。其它表皮病状包含表皮伤口愈合、糖尿病足溃疡、涉及牙齿、指甲或皮肤发育不全的综合征等。本发明的分子可以用于所有这些病状,其中再生性细胞与本发明的化合物接触。用于使上皮组织再生的
方法受益于施用本发明的化合物,所述施用可以是全身性的或局部化。接触可以是例如局
部的,包含皮内、皮下,以施加在靶向位点等处的凝胶、洗剂、乳膏等形式。
[0208] 除皮肤和胃肠道外,Wnt信号以及Wnt信号的增强和促进还在临床前模型中在包含胰腺、肾和肺在内的组织的修复和再生中发挥着重要作用。组织特异性Wnt信号增强分子可以有益于涉及外分泌和内分泌胰腺、肾或肺的各种疾病病状。本发明的组合物可以用于:治疗代谢综合征;治疗糖尿病;治疗急性或慢性胰腺炎、外分泌胰腺功能不全;治疗急性肾损伤、慢性肾病;治疗肺病,包含但不限于慢性阻塞性肺病(COPD)、特发性肺纤维化、导致肺上皮组织缺失的其它病状。用于使这些组织再生的方法受益于施用本发明的化合物,所述施
用可以是全身性的或局部化。
[0209] 与经由其它发育因子进行的信号传导协调的表皮Wnt信号传导对成人毛囊再生至关重要。脱发是常见问题,并且雄激素性脱发,通常称为男性型秃发,是男性最常见的脱发形式。在一些实施例中,通过使响应性细胞群与本发明的分子接触来增强毛囊再生。在一些这种实施例中,在体内执行接触。在其它这种实施例中,离体地执行接触。分子可以定位到作用位点处,例如外用洗剂、凝胶、乳膏等。
[0210] 可以用本发明的组织特异性Wnt信号增强分子治疗中风、创伤性脑损伤、阿尔茨海默症、多发性硬化和影响血脑屏障(BBB)的其它病状。血管生成对确保向贯穿全身的许多组织供应氧气和营养物至关重要,并且对CNS而言尤其重要,因为神经组织对缺氧和缺血极其敏感。形成BBB的CNS内皮细胞与非神经组织中的内皮细胞的不同之处在于,CNS内皮细胞是通过紧密连接保持在一起的高度极化细胞并且表达特定转运蛋白。Wnt信号传导调节CNS血
管形成和/或功能。BBB受损的病状可以受益于施用本发明的化合物,所述施用可以是全身
性的或局部化,例如通过直接注射、鞘内施用、植入缓释调配物等。另外,Wnt信号积极参与神经发生并且在损伤后发挥神经保护的作用。本发明的组合物还可以用于治疗脊髓损伤、
其它脊髓疾病、中风、创伤性脑损伤等。
[0211] Wnt信号还在血管生成中发挥作用。组织特异性Wnt信号增强分子可以有益于血管生成有利的病状、治疗心肌梗死、冠状动脉疾病、心力衰竭等、以及源自遗传性疾病的病状。
用于使这些组织再生的方法受益于施用本发明的化合物,所述施用可以是全身性的或局部
化。
[0212] 在某些实施例中,本发明的方法促进组织再生,例如在经受损害或者组织或细胞减少或损耗的组织中。损耗或损害可以是导致细胞数量减少的任何事物,包含疾病或损伤。
例如,事故、自身免疫病症、治疗副作用或疾病状态可能会构成创伤。组织再生增加了组织内的细胞数量,并且优选地使组织的细胞之间能够重新建立连接,并且更优选地使组织能
够重新获得功能。
[0213] 在特定实施例中,胃肠外施用组合物,例如静脉内地、口服地、直肠地或通过注射。在一些实施例中,局部(locally)施用组合物,例如局部地(topically)或肌肉内地。在一些实施例中,组合物施用于靶组织,例如骨、关节、耳组织、眼组织、胃肠道、皮肤、伤口部位或脊髓。可以在体内或离体地实践本发明的方法。在一些实施例中,离体地执行靶细胞或靶组织与组织特异性Wnt信号增强分子的接触,随后将细胞或组织例如活化的干细胞或祖细胞
植入到受试者体内。技术人员可以基于正在治疗的疾病或病症确定适合的施用位点和施用
途径。
[0214] 剂量和剂量方案可以取决于医师容易确定的各种因素,如疾病或病症的性质、受试者的特性和受试者的病史。在特定实施例中,向受试者施用或提供的组织特异性Wnt信号增强分子例如融合蛋白的量的范围为受试者体重的约0.01mg/kg到约50mg/kg、0.1mg/kg到
约500mg/kg或约0.1mg/kg到约50mg/kg。
[0215] 在某些实施例中,受试者可以是任何哺乳动物,例如人、啮齿动物(例如,小鼠、大鼠、沙鼠)、兔、猫科动物、犬科动物、山羊、绵羊、猪、马科动物、牛科动物或灵长类动物。
[0216] 在一些实施例中,主题方法产生了治疗益处,例如预防病症的发展、停止病症的进展、逆转病症的进展等。在一些实施例中,主题方法包括检测到已经达到治疗益处的步骤。普通技术人员应了解,治疗功效的这种量度将适用于正被修饰的特定疾病,并且应认识到
用来测量治疗功效的适当检测方法。
[0217] 在某些实施例中,本公开提供了用于治疗或预防与减少的Wnt信号传导相关或者会受益于骨组织中增加的Wnt信号传导活性的疾病或病症的方法,如例如期望骨生长的本
文所公开的病状中的任何病状,所述方法包括向有需要的受试者提供包括Wnt信号增强分
子的药物组合物,所述Wnt信号增强分子包括结合骨组织的靶向结构域例如与PTH1R特异性
地结合的靶向结构域的Wnt信号增强分子,其中所述Wnt信号增强分子增加或增强了受试者
的骨组织中的Wnt信号传导。在某些实施例中,口服或全身施用药物组合物,例如胃肠外地。
在特定实施例中,Wnt信号增强分子包括作用结构域,所述作用结构域包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其片段或者变体以及任选的突变弗林蛋白酶结构域2或其片段或者变体。
[0218] 在某些实施例中,本公开提供了用于治疗或预防与减少的Wnt信号传导相关或者会受益于肝组织中增加的Wnt信号传导活性的疾病或病症的方法,如例如会受益于肝再生
的本文所公开的疾病或病症中的任何疾病或病症,所述方法包括向有需要的受试者提供包
括Wnt信号增强分子的药物组合物,所述Wnt信号增强分子包括结合肝组织的靶向结构域,
例如与ASGR1、ASGR2、TFR2或SLC10A1特异性地结合的靶向结构域,其中所述Wnt信号增强分子增加或增强了受试者的肝组织中的Wnt信号传导。在某些实施例中,口服或全身施用药物组合物,例如胃肠外地。在特定实施例中,Wnt信号增强分子包括作用结构域,所述作用结构域包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其片段或者变体以及任选的突变弗林蛋白酶结构
域2或其片段或者变体。
[0219] 在某些实施例中,本公开提供了用于治疗或预防与减少的Wnt信号传导相关或者会受益于口腔粘膜组织中增加的Wnt信号传导活性的疾病或病症的方法,如例如口腔粘膜
炎,所述方法包括向有需要的受试者提供包括Wnt信号增强分子的药物组合物,所述Wnt信
号增强分子包括结合口腔粘膜组织的靶向结构域,例如与LYPD3或DSG3特异性地结合的靶
向结构域,其中所述Wnt信号增强分子增加或增强了受试者的口腔粘膜组织中的Wnt信号传
导。在某些实施例中,口服或全身施用药物组合物,例如胃肠外地。在特定实施例中,Wnt信号增强分子包括作用结构域,所述作用结构域包括R-脊椎蛋白弗林蛋白酶结构域1或其片
段或者变体以及任选的突变弗林蛋白酶结构域2或其片段或者变体。
[0220] 本说明书中提及的和/或申请数据单中列出的所有上述美国专利、美国专利申请出版物、美国专利申请、外国专利、外国专利申请和非专利出版物均通过全文引用的方式并入本文中。
[0221] 根据前文,应了解,尽管本文出于说明的目的已经描述了本发明的具体实施例,但是可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改。因此,除所附权利要求之外,本发明不受限制。
[0222] 实例
[0223] 提出以下实例以便向本领域普通技术人员提供如何制造和使用本发明的完整公开和描述,并且不旨在限制诸位发明人考虑作为其发明的范围,它们也不旨在表示以下实
验是进行的全部或仅有的实验。虽然已努力确保关于所用数字(例如,量、温度等)的准确
性,但是仍应考虑一些实验误差和偏差。除非另外指明,否则份数是重量份,分子量是重量平均分子量,温度是摄氏度,并且压力是在大气压下或接近大气压。
[0224] 可以在这种标准教科书中找到分子生物学、细胞生物学和生物化学的一般方法,如《分子克隆:实验室手册第3版(Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd Ed.)》,(Sambrook等人,港实验室出版社(Harbor Laboratory Press)2001);《精编分子生物学实
验指南第4版(Short Protocols in Molecular Biology,4th Ed.)》(Ausubel等人,编辑,
约翰威利父子出版公司(John Wiley&Sons),1999);《蛋白质方法(Protein Methods)》
(Bollag等人,约翰威利父子出版公司,1996)《;基因疗法的非病毒载体(Nonviral Vectors for Gene Therapy)》(Wagner等人,编辑,学术出版社(Academic Press),1999);《病毒载体(Viral Vector)》(Kaplift和Loewy,编辑,学术出版社,1995);《免疫学方法手册
(Immunology Methods Manual)》(I.Lefkovits编辑,学术出版社,1997);和《细胞和组织培养:生物技术实验室程序(Cell and Tissue Culture:Laboratory Procedures in 
Biotechnology)》(Doyle和Griffiths,约翰威利父子出版公司,1998),所述标准教科书的
公开内容通过引用并入本文中。本公开中提及的用于遗传操纵的试剂、克隆载体和试剂盒
可从如BioRad、斯图特基因公司(Stratagene)、英杰公司(Invitrogen)、西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)和ClonTech等商业供应商处购得。
[0225] 在以下实例中,使用由含有Fu1和Fu2结构域的片段(S36-E143)构成的重组人Rspo2制剂作为阳性对照物。对于呈scFv格式的Wnt信号增强子(图8、11、12、15和16),使用单体形式的Rspo2(由SEQ ID NO 33和34指定,具有辅助蛋白纯化的短标签)。对于呈附加
IgG格式的Wnt信号增强子(图13、14、17、18和19),使用与人IgG Fc片段使用相同读框(in frame)的相同的Rspo2Fu1和Fu2结构域的融合。当在相同的实验条件下并行测试时,并未在体外观察到这两种形式之间的显著差异,因此两者通常被称为Rspo2阳性对照物而无需进
一步说明。
[0226] 在以下表1中提供了实例和附图中描述的各种构建体和序列的简要概述。
[0227] 表1.序列标识符的描述
[0228]
[0229]
[0230]
[0231]
[0232]
[0233]
[0234]
[0235] 实例1
[0236] 呈SCFV格式的WNT信号传导的ASGR1特异性增强
[0237] 使用组织特异性Wnt信号增强分子首先显示了Wnt信号传导的组织特异性增强,所述组织特异性Wnt信号增强分子含有针对与突变体人Rspo2(氨基酸残基37-143、具有两个
点突变F105A和F109A)(α-ASGR-mtRspo2)融合的人ASGR1(基于专利WO2014/023709A1、克隆
4F3设计)的scFv抗体。人Rspo2中的这些突变在不损害与ZNRF3/RNF43的相互作用的情况下
减少/消除与LGR4-6的结合,如图1所示,并且使Rspo2起到作用结构域的作用,如图2所示。
作为靶向结构域的阴性对照物(参见图2),针对绿色荧光蛋白(GFP)的scFv抗体与同一突变
体人Rspo2(α-GFP-mtRspo2)融合。作为Wnt信号增强活性的阳性对照物,GFP抗体与野生型人Rspo2(氨基残基37-143)(α-GFP-Rspo2)融合。图5A中示出了这些构建体,并且所述构建体的氨基酸序列和编码的多核苷酸序列如下所列:α-GFP-Rspo2(分别为SEQ ID NO:6和5);
α-GFP-mtRspo2(分别为SEQ ID NO:8和7);和α-ASGR-mt-Rspo2(分别为SEQ ID NO:10和9)。
这些组织特异性Wnt信号增强分子还含有在N端处的用于分泌的信号传导肽和在C端处的用
于检测的FLAG标签,随后是用于亲和纯化的(His)8标签。通过标准分子克隆技术产生对组
织特异性Wnt信号增强融合蛋白和对照物进行编码的表达构建体。
[0238] 使用含有由Wnt响应性启动子(Super Top Flash报告子测定,STF)控制的荧光素酶基因、人肝癌Huh-7和人表皮样癌A431细胞的两种细胞系来测量Wnt信号传导活性。如通
过图5B中所示的定量PCR分析所示的,两种细胞系都表达由R-脊椎蛋白靶向的E3连接酶,而仅在Huh-7中检测到肝特异性基因ASGR1/2表达。
[0239] 遵循供应商推荐的程序,使用Lipofectamine 2000(英杰公司(Invitrogen))进行瞬时转染以测试Huh-7报告细胞中ASGR靶向构建体的活性。加入Wnt3a条件培养基(使用供
应商推荐的程序、用ATCC L-Wnt-3A细胞系进行制备)以在转染后三小时包括培养基总体积
的10%。转染后四十小时,使用标准荧光素酶测定-读出方案(例如,Stop和Glo双荧光素酶测定试剂盒(普洛麦格(Promega))测定细胞的荧光素酶活性,这包含细胞裂解后加入荧光
素酶底物、荧光素。荧光素底物到氧化荧光素的荧光素酶介导的转化导致光的发射,通过平板读取器读取光的发射以量化荧光。图5C中示出了结果。与模拟转染对照(“无DNA”)相比,表达与突变体Rspo2融合的抗ASGR1抗体的构建体示出,荧光素酶活性增加约二十倍,这远
高于与同一突变体融合的抗GFP。这表明构建体的ASGR1抗体部分(靶向结构域)负责增加活
性。
[0240] 进行蛋白质印迹分析以证实在实验条件下各种融合蛋白的表达和稳定性。使用抗FLAG单克隆抗体M2(西格玛奥德里奇)分析转染后40小时(测量与荧光素酶活性相同的时间
点)的10μl培养上清液。如图5C所示,可在相当水平下对所有蛋白质进行检测。因此,所测试的构建体中的Wnt信号增强活性的差异很可能是对蛋白质活性的反映,而不是对蛋白质表
达水平或蛋白质稳定性的反映。
[0241] A431细胞用于测试基于抗ASGR1的构建体的ASGR1依赖性。抗ASGR1-突变体Rspo2构建体与具有野生型或突变体Rspo2的抗GFP融合物同时与人TFR2或人ASGR1共转染到A431
细胞中。转染后补充10%Wnt3a条件培养基,并且在转染后四十小时测定荧光素酶活性。取来自相同细胞的上清液进行蛋白质印迹。如图5D所示,通过ASGR1共转染,抗ASGR1构建体示出比阴性对照物高若干倍的活性。用TFR2共转染未观察到这种效果。这表明在此观察到的
特异性Wnt增强活性取决于通过融合分子的设计所靶向的特异性受体的存在。这些结果证
明ASGR和TFR2靶向构建体可以用于将Wnt信号增强分子特异性靶向其表达的组织,如肝。
[0242] 实例2
[0243] 作用结构域的机制和对活性的动态范围的调节
[0244] 为了验证组织特异性Wnt信号增强分子的融合构建体设计的作用机制,将另外的突变引入到Rspo2(其起到结构域的作用)中,并且在实例1描述的相同的基于瞬时转染的报
告子测定中,分析Huh-7细胞中这些构建体的活性。首先通过向Rspo2内的已知与ZNRF3/
RNF43结合的如S47、N50、R65、R69和Q70等残基引入点突变(除了F105A和F109A突变之外)来测试ZNRF3/RNF43相互作用的作用。SEQ ID NO:12中提供了含有F105A/F109A/S47A/N50A突
变的α-GFP-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:11中提供了编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:14中提供了含有F105A/F109A/S47A/N50A突变的α-ASGR1-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:13中提供了编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:16中提供了含有F105A/F109A/
R65A/R69A/Q70A突变的α-GFP-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:15中提供了编码的
多核苷酸序列。SEQ ID NO:18中提供了含有F105A/F109A/R65A/R69A/Q70A突变的α-ASGR1-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:17中提供了编码的多核苷酸序列。如图6A所示,引入S47A/N50A或R65A/R69A/Q70A突变消除了抗GFP和抗ASGR1构建体两者的Wnt信号增强活
性。这些结果与由作用结构域靶向这两种E3连接酶的机制一致。
[0245] 为了测试增加突变体Rspo2活性的可能性,尝试通过将突变限制为单个氨基酸残基F105A或F109A而不是初始的F105A/F109A双突变来减轻LGR相互作用中的缺陷。SEQ ID 
NO:20中提供了仅含有F105A突变的α-GFP-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:19中提
供了编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:22中提供了仅含有F105A突变的α-ASGR1-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:21中提供了编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:24中提供了仅
含有F109A突变的α-GFP-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:23中提供了编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:26中提供了仅含有F109A突变的α-ASGR1-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:25中提供了编码的多核苷酸序列。通过瞬时转染测定在Huh-7报告细胞中测试
这些构建体。如图6B所示,F109A单突变体具有比双突变体更高的活性。虽然这是以抗GFP对照中较高的基础活性为代价的,但是此方法表明可以通过影响R-脊椎蛋白-LGR相互作用的
突变来对融合构建体的活性的动态范围进行微调。
[0246] 除丙氨酸(“A”)之外,其它氨基酸残基也可以用作突变以取代对LGR蛋白相互作用至关重要的残基。作为实例,图6C显示了使用Rspo2F106R/F109A突变体作为作用结构域。与对应的抗GFP对照相比,此Rspo2突变体与抗TFR1靶向结构域的融合导致在基于瞬时转染的STF测定(在存在10%Wnt3a条件培养基的情况下)中Huh-7细胞中的明显的Wnt信号增强活
性。SEQ ID NO:28中提供了含有F105A/F109A突变的α-TFR1-mtRspo2的氨基酸序列,并且
SEQ ID NO:27中提供了编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:30中提供了含有F105R/F109A突
变的α-GFP-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:29中提供了编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:32中提供了含有F105R/F109A突变的α-TFR1-mtRspo2的氨基酸序列,并且SEQ ID 
NO:31中提供了编码的多核苷酸序列。
[0247] 实例3
[0248] 用另一种细胞表面受体验证靶向策略
[0249] 为了验证组织特异性Wnt信号增强分子的基于抗ASGR1的设计不仅仅是特定情况,而是代表一般原理的实例,突变体(F105A/F109A)Rspo2片段(氨基酸残基37-143)与针对另
一种细胞表面受体—人转铁蛋白受体1(TFR1)(基于专利WO2016/081640、克隆7A4设计)的
scFv抗体融合,所述人转铁蛋白受体1在几乎所有类型的细胞中广泛表达。SEQ ID NO:28中提供了构建体的氨基酸序列。使用实例1中描述的瞬时转染和报告子测定,显示了此新构建体具有与阳性对照物(即抗GFP)相当或甚至更高的活性,所述抗GFP与野生型Rspo2融合
(SEQ ID NO:6;图7A和7B)。这不但支持了靶向策略的泛化,而且证明只要使用识别适当细胞表面受体的靶向结构域,此方法就能在显著增强特异性Wnt信号增强活性方面发挥全部
潜力。TFR1受体的广泛分布也提供了使用此融合构建体筛选对此Wnt信号增强策略敏感的
组织/细胞的机会。
[0250] 实例4
[0251] 纯化的融合蛋白(呈SCFV格式)作为组织/细胞特异性WNT增强子
[0252] 为了直接测试设计的融合蛋白的活性,将构建体亚克隆到杆状病毒转移载体pAcGP67-A中,并且如前所描述的从SF9/hi5细胞中表达和纯化(Janda等人,2017《自然
(Nature)》)。遵循供应商推荐的程序,使用cOmplete his标签纯化树脂(cOmplete his-tag purification resin)(西格玛奥德里奇)通过His标签纯化表达的蛋白质,然后通过尺寸排
阻柱(S200,通用电气医疗集团(GE Healthcare))分级进一步精制。图8A示出了具有指示性靶向结构域和作用结构域的纯化的融合蛋白的考马斯染色凝胶图像的代表(未通过尺寸排
阻柱对抗TFR1构建体进行进一步纯化),估计纯化率>90%。
[0253] 图8B(左图)示出了抗ASGR1构建体(F105A/F109A双突变体与Rspo2(SEQ ID NO:10)以及F109A单突变体与Rspo2(SEQ ID NO:26))与抗GFP阴性对照物(F105A/F109A双突变
体(SEQ ID NO:8))在靶向的Huh-7细胞上的比较。在10μM最终浓度下与Rspo2双突变体融合的抗ASGR1的活性约是在100μM浓度下的抗GFP对照的活性的三倍,这清楚地显示了特异性
抗体对活性的特异性增强。含有Rspo2单F109A突变体(SEQ ID NO:26)的融合蛋白甚至更具
活性,这与瞬时转染测定的结果一致。图8B(右图)示出了ASGR1-靶向融合物与由同一程序
纯化的his标记的Rspo2构建体(含有氨基酸残基S36-E143)(SEQ ID NO:34和SEQ ID NO:33
中提供的编码的多核苷酸序列)的最大功效(Emax)的比较。结果表明,靶向的Rspo2双突变体可以达到与功能性Rspo2蛋白相当的Emax,而靶向的Rspo2单突变体Emax的活性甚至可以更
高。尽管需要更高的浓度(10到100μM)以达到Emax,但是与用于Rspo2蛋白的1到3μM的浓度相反,在这些浓度下,阴性对照物(图8B、左图中的抗GFP融合物)几乎没有活性。
[0254] 为了验证组织/细胞靶向的特异性,在三种细胞系中比较纯化的融合蛋白的活性:人肝Huh-7细胞、人结直肠腺癌HT29细胞和小鼠肝FL83B细胞,这三种细胞全部被工程化成
含有用于Wnt信号传导的荧光素酶报告子(在图8C中从左到右示出)。已知肝和肠道/直肠道
中的上皮细胞对R-脊椎蛋白介导的Wnt信号传导上调敏感,并且Rspo蛋白在小鼠与人之间
高度保守。不足为奇的是,所有三种细胞系都对Rspo2有很好的应答。在Huh-7细胞上观察到来自基于抗ASGR1的融合蛋白的显著活性,但在HT29细胞上几乎未观察到活性。肠道上皮细胞对Rspo蛋白最敏感。ASGR1-靶向的融合蛋白对HT29细胞的刺激不足是很好的迹象,如果
在体内应用,则它们可能具有低得多的脱靶效应。相比之下,即使在非常低的0.1μM的浓度下,TFR1-靶向的融合蛋白也更具活性,这进一步证实了此蛋白质的效力和功效。此活性可能特异性地取决于受体的存在,因为此人TFR1-靶向的构建体在小鼠FL83B细胞上未示出活
性,这指示靶向结合物对人受体具有特异性。用小鼠肝细胞观察到对人ASGR1-靶向的融合
蛋白的一些应答,这表明抗体的跨物种反应性。
[0255] 实例5
[0256] 通过瞬时转染示出全长IGG格式的活性WNT信号增强子
[0257] 呈完整IgG格式的抗体与优越的药代动力学性质和稳定性等其它优点相关。为了证明先前实例中描述的组织特异性Wnt信号增强分子在完整IgG格式中具有活性,将这些组
织特异性Wnt信号增强融合蛋白转化为完整IgG格式。根据本申请中的先前实例,因为TFR1
结合物具有最高活性,所以选择所述TFR1结合物作为IgG格式化的Wnt信号增强分子的概念
验证。如图9A的图所示,将突变体(F105R/F109A)Rspo2与TFR1抗体的轻链或重链的N端融合(或者GFP抗体作为阴性对照物,都作为IgG2),并且通过将这些分子瞬时转染到具有对Wnt
信号传导具有应答的报告子的293细胞中来确定其活性。对于具有附加到α-GFP IgG重链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域的构建体,SEQ ID NO:36中提供了α-GFP轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:35中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:38中提供了Rspo2(F105R/F109A)、α-GFP重链IgG2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:37中提供了其编码的多核苷酸序列。对于具有附加到α-TFR1 IgG重链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域的构建体,SEQ ID NO:40中提供了α-TFR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:39中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:42中提供了Rspo2(F105R/F109A)、α-TFR1重链IgG2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:41中提供了其编码的多核苷酸序列。对于具有附加到α-GFP IgG轻链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域的构建体,SEQ ID NO:46中提供了α-GFP重链IgG2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:45中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:44中提供
了Rspo2(F105R/F109A)、α-GFP轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:43中提供了其编码的多核苷酸序列。对于具有附加到α-TFR1 IgG轻链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域的构建
体,SEQ ID NO:50中提供了α-TFR1重链IgG2的氨基酸序,并且SEQ ID NO:49中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:48中提供了Rspo2(F105R/F109A)、α-TFR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:47中提供了其编码的多核苷酸序列。
[0258] 如图9B中所指示的,完整IgG格式保留了用scFv格式观察到的有效Wnt信号增强活性,特别是当Rspo2突变体与重链融合时。这些结果证明了如何将受体靶向的Wnt增强子的
设计应用于其它支架的一个可行实例。
[0259] 实例6
[0260] 支持靶向WNT信号增强活性的另外的RSPO突变体
[0261] 除了已知对Rspo与LGR蛋白之间的相互作用最关键的两个疏水残基(在人Rspo2的情况下,F105和F109)之外,另外的残基也可以促进相互作用。这些残基包含例如Rspo2的
K58、H76、S77、R86、N91和R121。这些残基中的突变可以与F105/F109突变组合使用以消除/损害Rspo与LGR蛋白的相互作用。以下提供了各种构建体的氨基酸序列和编码的多核苷酸
序列:抗ASGR1、Rspo2(F105R/F109A),SEQ ID NO:52和51;抗GFP、Rspo2(R86E/F105R/
F109A),SEQ ID NO:54和53;抗ASGR1、Rspo2(R86E/F105R/F109A),SEQ ID NO:56和55;抗TFR1、Rspo2(R86E/F105R/F109A),SEQ ID NO:58和57;抗GFP、Rspo2(R86E/F105R/F109A/R121E),SEQ ID NO:60和59;抗ASGR1、Rspo2(R86E/F105R/F109A/R121E),SEQ ID NO:62和
61;抗TFR1、Rspo2(R86E/F105R/F109A/R121E),SEQ ID NO:64和63;抗GFP、Rspo2(K58E/R86E/F105R/F109A/R121E),SEQ ID NO:66和65;抗ASGR1、Rspo2(K58E/R86E/F105R/F109A/R121E),SEQ ID NO:68和67;以及抗TFR1、Rspo2(K58E/R86E/F105R/F109A/R121E),SEQ ID NO:70和69;
[0262] 如图10所示,在存在10%Wnt3a条件培养基的情况下在Huh-7细胞中基于瞬时转染的STF测定中,这些LGR相互作用残基中的突变可以以各种组合使用以产生支持Wnt信号增
强活性的作用结构域。
[0263] 实例7
[0264] 呈SCFV格式的另外的重组蛋白的WNT信号增强活性
[0265] 用经过纯化的蛋白对通过瞬时转染实验(图6C)观察到的基于scFv抗TFR1的构建体的Wnt信号增强活性进行进一步验证。将对抗hTFR1-Rspo2(F105R/F109A)和抗GFP对照
(分别为SEQ ID NO:30和32)的融合蛋白进行编码的质粒载体转染到Expi293F细胞(赛默飞
世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific))中,并且遵循供应商推荐程序,使用cOmplete his标签纯化树脂(西格玛奥德里奇)进行纯化。图11A示出了经过纯化的蛋白的考马斯染色
凝胶图像。如图11B所示,TFR1靶向的重组蛋白显示出比抗GFP融合对照物更强的活性。另
外,此靶向分子的Emax与Rspo2阳性对照物的Emax相当。
[0266] 实例8
[0267] 用经过纯化的蛋白证明细胞表面受体依赖性
[0268] 为了进一步证明对所设计的Wnt信号增强分子的特异性细胞表面受体的存在的依赖性,在STF测定中,在A431细胞上对人ASGR1靶向分子(抗ASGR1-Rspo2(F105A/F109A);SEQ ID NO:10)进行测试,所述A431细胞非天然地表达ASGR1受体。遵循供应商推荐的程序,使用Lipofectamine 2000(英杰公司)在96孔板中用表达人ASGR1或人TFR2的载体首先对细胞进
行瞬时转染。24小时后,用hASGR1靶向的融合蛋白处理经过转染的细胞,将Rspo2用作阳性对照物。发现使用ASGR1表达性载体进行的瞬时转染使A431细胞作出应答,而用TFR2表达性载体进行的对照转染未能对Wnt信号增强分子作出应答(图12)。
[0269] 实例9
[0270] 呈附加IGG格式的经过纯化的蛋白的WNT信号增强活性
[0271] 为了进一步证实通过瞬时转染实验(图9)证明的TFR1靶向的附加IgG分子的Wnt信号增强活性,使用Expi293F细胞(赛默飞世尔科技公司)将这些分子表达为重组蛋白。首先
通过蛋白A亲和树脂(标准实践)对重组蛋白进行纯化,然后通过尺寸排阻柱(S200,通用电
气医疗集团)分级进行精制。用STF测定直接在Huh-7细胞和293T细胞上测试经过纯化的蛋
白,所述Huh-7细胞和293T细胞都表达人TFR1受体。如图13所示,TFR1靶向的分子显示出比抗GFP融合对照高出3到4个量级的效力和更高的Emax。
[0272] 实例10
[0273] 附加IGG支架的结构-活性关系分析
[0274] 通过呈全长IgG格式的靶向结构域,对附接作用结构域的多种方式进行比较。图14A-14B中示出了所测试的各种IgG2支架的活性概述,其中将突变体Rspo2(F105R/F109A)
附接到作为靶向结构域的抗ASGR1或抗TFR1的重链的N端、轻链的N端或轻链的C端或附接到
作为对照抗体的抗GFP。实例5中描述了所使用的一些构建体,并且所测试的另外的构建体
包含:附加到α-ASGR1 IgG的重链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域,其中SEQ ID NO:72中提供了α-ASGR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:71中提供了其编码的多核苷酸序列;
并且SEQ ID NO:74中提供了Rspo2(F105R/F109A)、α-ASGR1重链IgG的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:73中提供了其编码的多核苷酸序列。附加到α-GFP IgG2的轻链的C端的Rspo2
(F105R/F109A)结构域,其中SEQ ID NO:46中提供了α-GFP重链IgG2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:45中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:76中提供了Rspo2(F105R/
F109A)、α-GFP轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:75中提供了其编码的多核苷酸序列。附加到α-ASGR1 IgG的轻链的C端的Rspo2(F105R/F109A)结构域,其中SEQ ID NO:80中提供了α-ASGR1重链IgG2的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:79中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:78中提供了Rspo2(F105R/F109A)、α-ASGR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:
77中提供了其编码的多核苷酸序列。附加到α-TFR1 IgG的轻链的C端的Rspo2(F105R/
F109A)结构域,其中SEQ ID NO:50中提供了α-TFR1重链IgG2的氨基酸序列,并且SEQ ID 
NO:49中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:82中提供了Rspo2(F105R/F109A)、α-TFR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:81中提供了其编码的多核苷酸序列。
[0275] 这些蛋白质通过瞬时转染在Expi193T细胞中过表达并且通过蛋白A亲和树脂纯化,随后通过尺寸排阻色谱法纯化。在Huh-7细胞中(图14A),所有靶向分子显示出明显优于对应的抗GFP融合对照物的活性。抗TFR1融合构建体通常比抗ASGR1融合蛋白更具活性,这
与呈scFv格式的这些靶向结构域的观察结果一致(图8C)。与C端轻链附接的分子相比,N端
重链和N端轻链附接的分子的动态范围(呈同一格式的靶向分子与对照分子之间的效力和
Emax的差异)总体上更大,这表明某种格式可能更为优选,而多种格式适合于进一步开发。还在人293T细胞中对这些分子的STF活性进行了比较,所述人293T细胞仅表达TFR1受体而不
表达ASGR1受体(图14B)。正如预期的,与抗GFP融合对照物相比,只有抗TFR1融合蛋白而并非抗hASGR1融合物仍然显著地更具效力,这表明呈IgG格式的所设计的分子的特异性Wnt信
号增强活性仍然依赖于特异性细胞表面受体的存在。用小鼠FL83B细胞进一步验证了这一
见解,所述小鼠FL83B细胞既不表达人ASGR1也不表达人TFR1(图14C)。在FL83B细胞上未观
察到靶向分子与抗GFP对照融合蛋白之间的差异。Rspo突变体的附接位置也可以在IgG重链
的C端上(数据未示出)。
[0276] IgG1是经常用于治疗性抗体开发的另一种免疫球蛋白同种型。对将突变体Rspo2作用结构域附接到IgG1的N297G无效应子突变体形式的不同端的多种方式(JacobsenFW等
人《, 生物化学期刊(The Journal of Biological Chemistry)》2017,292:1865)进行了比较。实例5中描述了所使用的一些构建体,并且所测试的另外的构建体包含:附加到抗GFP IgG1(N297G)的重链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域,其中SEQ ID NO:36中提供了抗
GFP轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:35中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID 
NO:84中提供了Rspo2(F105R/F109A)、抗GFP重链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:83中提供
了其编码的多核苷酸序列。附加到抗ASGR1 IgG1(N297G)的重链的N端的Rspo2(F105R/
F109A)结构域,其中SEQ ID NO:72中提供了抗ASGR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:71中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:86中提供了Rspo2(F105R/F109A)、抗
ASGR1重链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:85中提供了其编码的多核苷酸序列。附加到抗
TFR1 IgG1(N297G)的重链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域,其中SEQ ID NO:40中提供
了抗TFR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:39中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:88中提供了Rspo2(F105R/F109A)、抗TFR1重链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:87中
提供了其编码的多核苷酸序列。附加到抗GFP IgG1(N297G)的轻链的N端的Rspo2(F105R/
F109A)结构域,其中SEQ ID NO:90中提供了抗GFP重链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:89中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:44中提供了Rspo2(F105R/F109A)、抗GFP轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:43中提供了其编码的多核苷酸序列。附加到抗TFR1 IgG1(N297G)的轻链的N端的Rspo2(F105R/F109A)结构域,其中SEQ ID NO:92中提供了抗TFR1重
链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:91中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:48
中提供了Rspo2(F105R/F109A)、抗TFR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:47中提供了其
编码的多核苷酸序列。以及附加到抗ASGR1 IgG1(N297G)的轻链的C端的Rspo2(F105R/
F109A)结构域,其中SEQ ID NO:94中提供了抗ASGR1重链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:93中提供了其编码的多核苷酸序列;并且SEQ ID NO:78中提供了Rspo2(F105R/F109A)、抗
ASGR1轻链的氨基酸序列,并且SEQ ID NO:77中提供了其编码的多核苷酸序列。
[0277] 遵循如与所描述的用于附加的IgG2蛋白的蛋白纯化和活性测试程序相同的程序,发现与对应的抗GFP对照相比,与IgG1(N297G)同种型中的抗ASGR1或抗TFR1的重链或轻链
的N端附接的作用结构域(突变体Rspo2)也支持Huh-7细胞中的特异性Wnt信号增强活性(图
14D)。这种特异性活性在具有抗ASGR1融合物的293T细胞中丧失,但在具有抗TFR1融合物的
293T细胞中保留,这与所预期的对一个或多个靶向受体的存在的依赖性一致(图14E)。因
此,证明了具有用于附接作用结构域的多个位点的多种免疫球蛋白同种型是组织特异性
Wnt信号增强分子的合适格式。
[0278] 实例11
[0279] 作为作用结构域的四种R-脊椎蛋白的结构-活性关系分析
[0280] 人具有四种具有高序列同源性的R-脊椎蛋白,特别是在弗林蛋白酶结构域内(图4)。为了直接比较这四种R-脊椎蛋白在体外增强Wnt信号传导的能力,通过瞬时转染、然后是标准His标签和尺寸排阻色谱纯化程序,将四种人R-脊椎蛋白中的每一种的Fu1-Fu2结构
域表达为将scFv结合物的C端与Expi293F细胞中的ASGR1、TFR1和GFP融合的融合物。SEQ ID NO:96和95中分别提供了抗GFP、Rspo1野生型融合蛋白的氨基酸序列和编码的多核苷酸序
列。SEQ ID NO:6和5中分别提供了抗GFP、Rspo2野生型融合蛋白的氨基酸序列和编码的多
核苷酸序列。SEQ ID NO:98和97中分别提供了抗GFP、Rspo3野生型融合蛋白的氨基酸序列
和编码的多核苷酸序列。SEQ ID NO:100和99中分别提供了抗GFP、Rspo4野生型融合蛋白的氨基酸序列和编码的多核苷酸序列。然后,在存在Wnt3a条件培养基的情况下,通过STF测定在Huh-7细胞和293T细胞中测试经过纯化的蛋白。如图15A所示,Rspo2和Rspo3比Rspo4和
Rspo1更具效力,这与先前的报道一致。
[0281] 鉴于R-脊椎蛋白分子之间的结构和功能的保守性,很可能不仅Rspo2分子而且其它Rspo分子也可以适合支持组织特异性Wnt信号增强蛋白的作用结构域的构建。图15B-15C
示出了在Huh-7细胞和HEK293T细胞中的STF测定中测试的一系列基于人Rspo2和Rspo3的构
建体的并行比较。这些构建体包含SEQ ID NO:8、10、28、30、32和52中公开的多肽。另外,所测试的构建体还包含以下(用对应于其氨基酸序列和编码的多核苷酸序列的SEQ ID NO示
出):抗GFP、Rspo3(F106A/F110A),SEQ ID NO:102和101;抗GFP、Rspo3(F106R/F110A),SEQ ID NO:104和103;抗ASGR1、Rspo3(F106A/F110A),SEQ ID NO:106和105;抗ASGR1、Rspo3(F106R/F110A),SEQ ID NO:108和107;抗TFR1、Rspo3(F106A/F110A),SEQ ID NO:110和
109;以及抗TFR1、Rspo3(F106R/F110A),SEQ ID NO:112和111。
[0282] 在此处使用的针对特定组织靶向结合物的特异性融合物的背景下,Rspo3突变体显示出最高功效,而其它Rspo突变体也显示出显著的组织靶向,这证明可以考虑将多个
Rspo变体用于产生Wnt信号增强蛋白。
[0283] 实例12
[0284] 支持特异性WNT信号增强活性的呈附加IGG格式的多种RSPO突变体
[0285] 为了进一步证明可以支持Wnt信号增强分子构建的突变和其组合的多样性,制备了一系列与抗GFP或抗ASGR1融合的另外的基于Rspo3突变体的分子,并且使用STF测定测试
了其在Huh-7细胞中的活性。这些突变包含F106R/F110A(RA)、F106R/F110R(RR)、F106E/
F110E(EE)、F106R/F110E(RE)、F106E/F110A(EA)、R60E/R88E/N93A/F106R/F110A(EEARA;基于与其它Rspo蛋白的同源性,R60、R88和N93是参与LGR相互作用的残基)(图16A)。以下提供了这些构建体的氨基酸序列和编码的多核苷酸序列:抗GFP Rspo3野生型,SEQ ID NO:98和
97;抗GFP Rspo3RA,SEQ ID NO:104和103;抗GFP Rspo3RR,SEQ ID NO:114和113;抗GFP Rspo3EE,SEQ ID NO:116和115;抗GFP Rspo3RE,SEQ ID NO:118和117;抗GFP Rspo3EA,SEQ ID NO:120和119;抗GFP Rspo3EEARA,SEQ ID NO:122和121;抗ASGR1Rspo3RA,SEQ ID NO:
108和107;抗ASGR1Rspo3RR,SEQ ID NO:124和123;抗ASGR1Rspo3EE,SEQ ID NO:126和125;
抗ASGR1Rspo3RE,SEQ ID NO:128和127;抗ASGR1Rspo3EA,SEQ ID NO:130和129;以及抗
ASGR1Rspo3EEARA,SEQ ID NO:132和131。
[0286] 如图16B所示,与融合到抗GFP对照物的野生型Rspo3相比,所有这些组合显著降低了蛋白质的活性,这与其对Rspo-LGR相互作用的破坏一致。当与抗ASGR1靶向结构域融合
时,即使动态范围(靶向活性与抗GFP对照融合蛋白活性之间的差异)根据所选择的一个或
多个特定突变而变化,所有突变体也都显示出增强的活性,这表明所有突变体都支持组织
特异性Wnt信号增强分子设计的构建(图16C)。
[0287] 实例13
[0288] 基于非RSPO的作用结构域
[0289] 为了证明使用基于非Rspo的结构作为作用结构域的可行性,设计了“Fab-IgG”融合蛋白,其中将抗人ZNRF3mAb(来自专利WO 2013054307A2的Ab2)的Fab片段与抗ASGR1、抗
TFR1或抗GFP的IgG融合(图17A)。抗ZNRF3-抗GFP构建体包含具有所指示的多肽序列和编码
的多核苷酸序列的以下多肽:抗GFP轻链(S176K)(SEQ ID NO:134和133)、抗ZNRF3轻链
(S176E)(SEQ ID NO:136和135)和抗ZNRF3-抗GFP融合重链(SEQ ID NO:138和137)。抗
ZNRF3-抗ASGR1构建体包含具有所指示的多肽序列和编码的多核苷酸序列的以下多肽:抗
ASGR1轻链(S176K)(SEQ ID NO:140和139)、抗ZNRF3轻链(S176E)(SEQ ID NO:136和135)和
抗ZNRF3-抗ASGR1融合重链(SEQ ID NO:142和141)。抗ZNRF3-抗TFR1构建体包含具有所指
示的多肽序列和编码的多核苷酸序列的以下多肽:抗TFR1轻链(S176K)(SEQ ID NO:144和
143)、抗ZNRF3轻链(S176E)(SEQ ID NO:136和135)和抗ZNRF3-抗TFR1融合重链(SEQ ID 
NO:146和145)。
[0290] 将这些蛋白质瞬时转染到Expi293F细胞并且通过蛋白A亲和树脂纯化,随后通过尺寸排阻色谱法纯化,然后在存在30%Wnt3a条件培养基的情况下通过STF测定在Huh-7细
胞中进行测试。如图17B所示,抗ASGR1和抗TFR1“靶向的”抗ZNRF3模都显示出超过抗GFP融合蛋白活性的活性,这验证了使用与ZNRF3/RNF43E3连接酶结合的纯结合物构建独立于
Rspo结构的组织特异性Wnt信号增强分子的可行性。
[0291] 实例14
[0292] 除了肝靶向的WNT增强子之外的组织靶向的WNT增强子
[0293] 以上提供的实例利用ASGR1结合物来产生用于各种用途的具有靶向肝的能力的Wnt信号传导增强分子。TFR1结合物也可以靶向肝以及其表达的更广范围的组织。为了提供肝以外的组织靶向,通过搜索公共基因表达数据库(https://www.proteinatlas.org/)识
别另外的组织特异性细胞表面分子。选择LYPD3、Ly6/PLAUR结构域蛋白3和桥粒芯糖蛋白3
(DSG3)作为靶分子,因为它们在来自口腔粘膜、皮肤和扁桃体的粘膜上皮细胞中非常丰富
且特异性地表达。另外,先前公布了它们的特异性抗体序列(US20170158775A1,选择mAb克隆M31-B01作为LYPD3结合物;US20100092457A1,选择mAb克隆DF364c作为DSG3结合物)。
[0294] 为了获得粘膜上皮细胞特异性WNT增强子,将Rspo2(F105R/F109A)突变体与呈“无效应子”IgG1的形式的抗LYPD3或抗DSG3的重链的N端融合(Lo M等人,2017《生物化学期刊》
292)。抗GFP Rspo2(F105R/F109A)构建体包含具有所指示的多肽序列和编码的多核苷酸序
列的以下多肽:抗GFP轻链(SEQ ID NO:36和35)、以及Rspo2(F105R/F109A)、抗GFP重链IgG2(SEQ ID NO:38和37)。抗LYPD3Rspo2(F105R/F109A)构建体包含具有所指示的多肽序列和
编码的多核苷酸序列的以下多肽:抗LYPD3轻链(SEQ ID NO:148和147)、以及Rspo2(F105R/F109A)、抗LYPD3重链LALA-PG(SEQ ID NO:150和149)。抗DSG3Rspo2(F105R/F109A)构建体
包含具有所指示的多肽序列和编码的多核苷酸序列的以下多肽:抗DSG3轻链(SEQ ID NO:
152和151)、以及Rspo2(F105R/F109A)、抗DSG3重链LALA-PG(SEQ ID NO:154和153)。
[0295] 融合蛋白由Expi293F细胞(赛默飞世尔科技公司)表达并且使用蛋白A树脂纯化,随后通过尺寸排阻柱(S200,通用电气医疗集团)分级纯化,通常所估计的纯化率>90%。在两种口腔粘膜细胞系CAL27和SCC25以及对照A431细胞系中测试这些蛋白质的Wnt信号增强
活性。
[0296] 如图18A所示,LYPD3和DSG3基因在CAL27和SCC25细胞中高度表达,但在A431细胞中观察到非常低的表达。在CAL27细胞中,LYPD3和DSG3靶向的Rspo2突变体融合蛋白都显示出比抗GFP对照更强的活性。在SCC25细胞中,DSG3靶向分子的活性远高于抗GFP对照的活
性,而LYPD3靶向蛋白的活性则不那么引人注目,这可能反映了SCC25细胞上的LYPD3受体水平较低。这些结果证实,当用作靶向结构域时,组织特异性抗体可以增强靶向细胞上的Rspo突变体活性。相比之下,在A431细胞中,LYPD3和DSG3靶向分子的活性与抗GFP对照融合蛋白的活性无法区分,所述A431细胞缺乏LYPD3和DSG3的表达,这清楚地证明了与细胞表面受体的特异性结合是增强活性所必需的。除了组织特异性活性的增强之外,在靶向的CAL17细胞中,抗LYPD3和抗DSG3融合蛋白比Rspo2阳性对照物更具效力,这示出了比Rspo2阳性对照物更好的EC50以及更好的或与Rspo2阳性对照物相当的Emax。
[0297] 实例15
[0298] 由组织特异性WNT信号增强子体内诱导WNT应答基因
[0299] 为了检查所设计的Wnt信号增强子的体内活性,检查了作为Wnt应答基因的Axin2的诱导。如图19A所示,首先将AAV-hASGR1以每只动物1E11的效价静脉内注射到8周龄的雄
性小鼠体内。这导致人ASGR1基因在小鼠肝中表达。七天后,将经过纯化的蛋白以指定剂量静脉内注射到一组八只小鼠的体内:抗GFP以1mg/kg的剂量;Rspo2阳性对照物以0.46mg/kg的剂量,抗GFP-Rspo2(F105R/F109A)以1mg/kg的剂量,并且抗ASGR1-Rspo2(F105R/F109A)
以1mg/kg的剂量,单独地或与3mg/kg的Wnt信号激动剂18R5-Dkk1c组合(Janda等人,2017
《自然》)。八小时后,对小鼠进行安乐死并且取出肝样品进行基因表达的定量PCR分析。抗GFP构建体包含具有所指示的多肽序列和编码的多核苷酸序列的以下多肽:抗GFP轻链(SEQ ID NO:36和35)和抗GFP重链IgG1(LALA-PG)(SEQ ID NO:156和155)。抗GFP Rspo2(F105R/
F109A)N-HC构建体包含SEQ ID NO:35-38中提供的多肽;并且抗ASGR1 IgG2N-HC构建体包
含SEQ ID NO:71-74中提供的多肽。18R5-Dkk1c构建体具有SEQ ID NO:158中公开的多肽序
列并且由SEQ ID NO:157中公开的多核苷酸序列编码。
[0300] 图19B示出了小鼠肝中异位hASGR1的表达水平,所述表达水平在所有实验组中是相当的。用Rspo2阳性对照蛋白单独处理小鼠诱导了Axin2基因表达的适度但统计学上显著
的诱导(图19C,左),这与Rspo蛋白的体内功能一致。有趣的是,单独用抗ASGR1-Rspo2
(F105/F109)处理也诱导了Axin2水平的趋向性增加,用对照抗GFP融合蛋白未观察到所述
趋向性增加。18R5-Dkk1c是Wnt替代物。在3mg/kg时,它本身不会引起Axin2基因表达显著变化。然而,在Rspo2与18R5-Dkk1c之间观察到明显的协同作用(图19C,右),这与Rspo蛋白的Wnt信号增强活性一致。用抗ASGR1融合蛋白也观察到这种协同作用,但用抗GFP对照未观察到这种协同作用,这表明代表小鼠肝中的Wnt信号增强的Axin2的诱导特异性地依赖于抗
ASGR1靶向结构域。
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Antibodies against Novel AGR2-C4.4A Pathway Reduce Growth and Metastasis of 
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by associating with theα(6)β(4)integrin and MT1-MMP)”,
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