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引起精神障碍的中枢神经系统疾病中SMR1-NEP相互作用的调节

阅读:497发布:2020-05-23

专利汇可以提供引起精神障碍的中枢神经系统疾病中SMR1-NEP相互作用的调节专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及调节SMR1-肽和金属肽酶之间的相互作用的制剂在制备用于 预防 或 治疗 引起 精神障碍 (mental disorders)的中枢神经系统 疾病 的药物中的用途。,下面是引起精神障碍的中枢神经系统疾病中SMR1-NEP相互作用的调节专利的具体信息内容。

1.筛选对QHNPR五肽的NEP结合位点具有激动剂生物活性的 配体分子的方法,其包含下列步骤:
a)制备含有QHNPR五肽的NEP结合位点的细胞培养物或器官 标本或组织样品;
b)在存在候选分子、半饱和浓度的QHNPR和NEP底物的情况 下,孵育步骤a)的所述细胞培养物或器官标本或组织样品,所述细 胞培养物或器官标本或组织样品的浓度可满足在初始速率条件下对 NEP的酶活性进行测定,孵育的时间足以使得NEP底物在初始速率 条件下发生解;
c)分别在有或没有所述的候选配体分子以及有或没有QHNPR 的情况下,通过测定NEP底物水解的程度对步骤a)的生物物质中的 NEP的活性进行定量分析。
2.筛选对QHNPR五肽的NEP结合位点具有拮抗剂生物活性的 配体分子的方法,其包含下列步骤:
a)制备含有QHNPR五肽的NEP结合位点的细胞培养物或器官 标本或组织样品;
b)在存在次最大浓度的XQHNPR肽以及NEP底物的情况下, 在存在候选分子的情况下,孵育其浓度可满足在初始速率条件下对 NEP的酶活性进行测定的步骤a)的所述细胞培养物或器官标本或组 织样品,孵育的时间足以使得NEP底物在初始速率条件下发生水解;
c)分别在有或没有所述的候选配体分子以及有或没有QHNPR 的情况下,通过测定NEP底物水解的程度对步骤a)的生物物质中的 NEP的水解活性进行定量分析。
3.权利要求2的方法,其中所述XQHNPR肽是QHNPR肽。

说明书全文

发明涉及引起精神障碍(如受损的人际关系和行为障碍)的中 枢神经系统疾病预防治疗方法,所述方法包括调节SMR1-肽和 金属肽酶(metallopeptidase)之间的相互作用。

发明人此前描述了一种新的大鼠下颌下腺蛋白,即SMR1 (submandibular rat 1 protein),其具有激素原(prohormone)的结构, 且其合成受雄激素的调控(Rosinsky-Chupin等,1988,美国科学院 院报;85(22):8553-7,和PCT专利申请No.WO 90/03981)。编码 SMR1的基因属于一种新的多基因家族,即VCS家族,其定位于大 鼠14号染色体p21-p22区带(Courty等,1996,Mol.Biol.Evol.13(6): 758-66;Rosinsky-Chupin等,1995,Mamm.Genome 6(2):153-4),且 其对应的人类基因已经被描述(Isemura等,1997,J.Biochem 121: 1025-1030;Isemura等,1994,J.Biochem 115:1101-1106;Isemura等, 1979,J.Biochem 86:79-86;Dickinson等,1996,Curr Eye Res,15: 377-386)。该基因具有类似于多种激素前体基因的结构 (Rosinsky-Chupin等,1990,DNA Cell.Biol.9(8):553-9)。SMR1 的mRNA在雄性大鼠的颌下腺(submaxillary gland,SMG)的腺泡 细胞以及前列腺中的表达具有高度的组织、年龄和性别特异性 (Rosinsky-Chupin等,1993,Histochem.Cytochem.41(11):1645-9)。 在体内,SMR1以组织和性别特异性的方式经过在成对的基酸 部位的加工而成为成熟的肽产物,该方式与肽类激素的前体的成熟途 径类似(Rougeot等,1994,Eur.J.Biochem 219(3):765-73)。具有 相关结构的肽是由SMR1经成对的精氨酸残基的裂解而产生的,如十 一氨基酸多肽:VRGPRRQHNPR;六肽:RQHNPR;以及五肽: QHNPR,其在体内通过成对的碱性氨基酸转换酶如Furine转换酶对 成对的碱性氨基酸残基进行加工后由前体达到选择性的成熟——以 组织、年龄和性别相关的方式不同程度的积聚——并在多因素的神经 内分泌调控下释放至局部以及全身(Rougeot等,1994)。

在这种情况下,自SMR1产生的最终的成熟的肽,即SMR1-五 肽(SMR1-QHNPR),主要地作为对雄激素的应答而被合成,并在基 础状态下组成性地释放于血液中,同时作为对环境应激的应答可被迅 速地释放,这取决于调控SMG的分泌反应性的雄激素受体的激活状 态。

继而,循环中的SMR1-五肽在体内被外周的靶组织通过特异性 的结合位点摄取,主要是在肾脏、骨骼和牙齿

该肽的靶位点主要位于离子捕获、转运和调节的主要组织,这一 点提示SMR1-五肽在体内调节矿物离子的自稳态过程中可能具有局 部以及全身性的作用。此外,由于受雄激素调节的SMR1-五肽在存 在环境应激时被迅速释放,这促使本发明人假设这种SMG-特异性的 信号肽可能参与介导了动态自稳态应答的整合性重建:所述应答针对 于雄性大鼠特异性的行为特征如进攻性和/或性行为中的应激条件, 以及与雌性特异性的生理特征如妊娠和哺乳相关的应激条件。

WO 98/37100公开了SMR1蛋白的成熟产物,特别是具有结构通 式XQHNPR的肽,可识别与矿物离子浓度密切相关的器官中的特异 性靶位点。这一发现促使本发明人推测SMR1-肽(特别是SMR1-五 肽、六肽或十一肽)在调节体液和组织中的金属离子的浓度方面具有 活性作用,并因此推测此类肽在所有与矿物离子失衡相关的代谢异常 中具有治疗作用。

也就是说,所公开的具有治疗作用的肽可用于治疗或预防由体液 或组织内的矿物离子失衡所引起的骨骼、牙齿、肾脏、小肠、胰腺、 胃或唾液腺的疾病,即甲状旁腺功能亢进或低下、骨质疏松、胰腺炎、 颌下腺结石、肾结石或骨营养不良。

根据上述假设,采取了一种行为药理学的方法。SMR1-肽,特别 是SMR1-五肽,被发现可在成熟雄性大鼠诱导剂量依赖性的性行为 的增强,而其进攻性冲动行为则较对照大鼠减少(PCT专利申请 WO01/00221)。

为阐明SMR1-肽的作用途径,对肽受体位点的分子特征的研究 是不可或缺的步骤之一。放射性标记的SMR1-五肽经由全身性施用 可达到的此膜结合位点已经得到分离,特别是在肾脏的外层髓质。对 其氨基酸序列的鉴定显示出在体内能结合所述的肽的该细胞表面分 子是一种膜金属肽酶,更确切地说是一种哺乳动物的II型整合性膜含 锌内肽酶,即中性内肽酶24-11或NEP,也称为脑啡肽酶,属于 Neprilysin亚家族,其在多种肽能性信号的功能效中具有关键性的 作用。此外,大鼠肾脏的NEP和SMR1-五肽在体内的相互作用已经 通过纯化的兔肾NEP得到证实。

此外,体内研究发现,在大鼠的整体平上,循环中的放射性标 记的SMR1-五肽可达到的靶器官的分布与已知的合成的NEP抑制剂 (3HHACBO-Gly)的分布之间存在良好的(拓扑学及动力学)相关 性(Sales等,1991,Regulatory Peptides.33,209-22)。另外,一些 发现支持SMR1-肽是一种由SMG衍生的、NEP活性的天然的调节剂, 特别是一种抑制剂:

1-已经发现SMR1-五肽的组织摄取在体内具有药物动力学和生 物化学的稳定性

2-鉴于NEP优选地在X-Phe键对肽进行裂解,SMR1-肽不具 有作为NEP的底物所需的残基,以及

3-SMR1-五肽具有强效的锌螯合基团,所述的锌螯合基团已经用 于设计有效的合成的NEP抑制剂。

鉴于存在众多的生理学NEP底物(即肽激素:脑啡肽、P物质、 缓激肽、血管紧张素II以及心房利尿钠肽(atrial natriuretic peptide)), NEP/SRM1-肽相互作用的生理学结果被认为可以影响对中枢和外周 的疼痛感觉、炎症现象、动脉的张力和/或矿物质交换的控制(Roques 等,1993,下文)。

中性内肽酶NEP 24-11在哺乳动物的神经和周围组织中均有分 布,在外周,其在肾脏和胎盘尤其丰富。在此类组织中,细胞表面 的金属肽酶NEP参与了神经肽、系统性免疫调节肽以及肽激素的分 泌后处理和代谢。通过对循环的或分泌的调节肽的活性水平进行控 制,NEP调控了这些肽的生理学受体介导的作用。因此,膜链NEP 参与了对以下激素活性的调节:强效血管活性肽如P物质、缓激肽 (BK)、心房利尿钠肽(ANP)以及血管紧张素II(AII);强效的炎 症/免疫调节肽如P物质、BK以及fMet-Leu-Phe(fMLP);强效的 阿片神经肽如Met-和Leu-脑啡肽(Enk)和强效的离子交换及体液 自稳态调节肽如ANP、C-型利尿钠肽(C-type Natriuretic Peptide,CNP) 和B-型利尿钠肽(BNP)。然而,此类肽的水平仅在它们被紧张性释 放或是由刺激触发而释放的区域随着NEP诱导的形成/降解而改变。 从整体度来看,NEP的生物活性是调控的肽能信号(peptidergic signal)的活性水平,所述的肽能信号参与调节了动脉压、炎症现象 和水矿物质内稳态,同时也调控了对痛觉的处理。从临床角度来看, 这证实了NEP可作为各种疾病状态的一种药物靶向。例如,通过抑 制NEP,从而提高中枢或外周的内源性阿片肽,可由此获得止痛剂或 抗腹泻剂,或通过抑制内源性AII的形成以及BK和ANP的灭活, 可由此获得抗高血压、利尿钠和利尿剂。通过应用NEP抑制剂而改 变内源性肽的浓度的主要优势在于所产生的药理学效应是仅仅通过 天然的效应分子刺激其受体而诱导产生的,并且是严格地依赖于在环 境、行为和病理生理性应激条件下、由紧张性或刺激诱发的天然效应 分子的释放(Roques等,1993,Pharmacological Reviews.45,87-146)。 应当着重强调的是,在此类应激条件下,天然的潜在的NEP调节剂 SMR1-肽也会迅速而紧张性地释放、分布、并被其全身的靶组织摄取, 特别是在肾脏的NEP位点(Rougeot等,1997)。由此,SMR1-肽可 以在体内被动力性地生物利用以调节NEP的活性,从而使得针对应 激而产生的局部和全身性的炎症性、血管收缩和/或离子内稳态的应 答达到最佳。这一整体性的观点与下面的假设一致,即循环的颌下腺 (SMG)衍生因子可以参与对生理性或病理性的“应激状态”(损伤、 创伤或感染)的内稳态应答的整体重建,而非保持静息的内稳态的稳 定状态(Rougeot等,2000,Peptides.21,443-55)。

通常而言,生理学重要性的证据表明存在一个颈交感干(Cervical Sympathetic Trunk(CST))-SMG神经内分泌轴,其在生理适应中发 挥整合作用,并维持哺乳动物的内稳态,特别是在如发生组织损伤、 炎症、以及进攻行为的啮齿动物中所见的“应激条件”下。实验室得 来的数据提供了令人信服的证据,支持SMR1-肽是一种新的信号调 节剂,适应于性别和种属特异性的环境、行为和生理特征,在紧急情 况下被紧张性和动力学性地动员,通过对膜结合的NEP活性的调节 使得局部和全身性的疼痛性、炎症性、血管收缩和/或离子内稳态的 应答达到最佳。另外,SMR1-肽作为目前发现的首个天然的外周NEP 活性的调节剂,由于该金属肽酶的高度保守性,特别是在大鼠、兔和 人之间具有≥90%的序列相同性(Genbank access number P08473,Malfroy等,FEBS Lett,1988,229(1),206-210;Genbank access number NP258428,Bonvouloir等,DNA Cell Biol,2001,20(8),493-498; Genbank access number NP036740,Malfroy等,Biochem Biophys Res. Commun,1987,144,59-66),似乎可以被设计为一种新型的治疗 分子。

本发明人提供的证据连同NEP序列的惊人的相同性进一步提示 SMR1-肽可以作为膜金属肽酶,特别是锌金属肽酶的天然调节剂/抑 制剂。

因此本发明的一个主题是用于预防或治疗引起精神障碍的中枢 神经系统疾病的方法,所述的方法包含对SMR1肽与金属肽酶的相互 作用的调节。

本发明的另一个主题是调节SMR1肽与金属肽酶的相互作用的 制剂在制备用于预防或治疗引起精神障碍的中枢神经系统疾病的药 物中的应用。

金属肽酶

除NEP以外,哺乳动物的膜金属肽酶的例子有内皮素 (Endothelin)-转换酶(ECE)、特别是ECE1和ECE2、红细胞表面 抗原KELL和X-连性低血磷性佝偻病(hypophosphatemic rickets) 相关的PEX基因产物,以及血管紧张素转换酶(ACE)。

天然的NEP底物主要是肽类激素:脑啡肽、P物质、缓激肽、 血管紧张素II和心房利尿钠肽,这些激素在对中枢和外周的痛觉感 受、炎症现象和/或动脉紧张度的调控方面具有关键性的作用。

调节剂

“调节剂”应被理解为该制剂能够增强或降低金属肽酶的活性或 阻断内源性SMR1-肽与该金属肽酶之间的正常的相互作用。

“内源性”是指一种分子(在此为SMR1-肽),其天然地表达或 成熟于准备接受治疗的病人的组织中。

根据本发明,调节SMR1-肽与该金属肽酶之间的相互作用的制 剂可通过筛选方法而得到鉴定,并且/或者,例如考虑到内源性SMR1 蛋白和肽的结构,而进行设计。

为了设计调节剂,可以考虑SMR1蛋白、由SMR1产生的肽, 或称为SMR1蛋白的成熟产物、或所述的蛋白或所述的成熟产物的具 有生物活性的衍生物之一的结构。

还可以进一步考虑具有下列通式(1)的化合物:

              X1QHX2X3X4

其中X1代表一个氢原子或X1代表选自如下的一个氨基酸链: X1=R或G,X1=RR,或X1=PRR,或X1=GPRR,或X1= RGPRR,或X1=VRGPRR,X2提供N,G或D,X3提供P或L,以 及X4提供R或T。

优选的肽包含具有如下序列的肽:

来自褐鼠(Rattus norvegius)的QHNPR、RQHNPR和 VRGPRRQHNPR,

来自黑鼠(Rattus rattus)的QHNLR和RQHNLR,

来自小鼠的GQHGPR和GQHDPT。

在上述的氨基酸序列中:

Q代表谷氨酰胺,

H代表组氨酸,

N代表天冬酰胺,

G代表甘氨酸,

P代表脯氨酸,

R代表精氨酸,

L代表亮氨酸,

T代表苏氨酸,

D代表天冬氨酸,以及

V代表缬氨酸。

能够调节内源性SMR1-肽与金属肽酶之间的相互作用的制剂包 括肽或其他有机分子。其可以是一种化合物或化合物的混合物,如天 然提取物。该调节剂的结构可以是已被描述的或是未知的,条件是该 调节剂具有调节SMR1-肽与金属肽酶之间的相互作用的能力。

在本发明中,“肽”是一种分子,其由通过肽键彼此以线性排列 方式相连接的线性排列的氨基酸残基组成。此线性排列可任选地为环 形,即该线性肽的两端或肽内的氨基酸侧链可以结合,例如通过化学 键。本发明的此类肽可包括自3到500个氨基酸,且可以进一步包括 二级、三级或四级结构,以及与其他的肽或其他的非肽类分子的分子 间结合。此类分子间结合可以但不限于通过共价键(例如通过二硫 键)、或通过螯合作用、静电相互作用、疏水相互作用、氢键、离子- 偶极(ion-dipole)相互作用、偶极-偶极(dipole-dipole)相互作用、 或上述的任何组合。

本发明的肽可以用本领域已知的技术方便地合成(见例如 Merrifield,J.Am.Chem.Soc.85:2149-2154)。

模拟肽(peptidomimetic)也是所需的化合物。

优选的模拟肽保留了原有肽的结合特异性和/或生理学活性,如 上所述。在此,“模拟肽”是指一种有机分子,其模拟肽的一些特性, 优选地,其模拟肽的结合特异性和/或生理学活性。优选的模拟肽是 通过对本发明的肽进行结构修饰而获得的,优选地使用非天然氨基 酸、D氨基酸替代L氨基酸、构象限制、同配(isosteric)替代、环 化、或其他修饰。其他优选的修饰包括但不限于那些其中的一个或多 个肽键被非肽键所替代,和/或一个或多个氨基酸侧链被一个不同的 化学结构所替代,或一个或多个N-端、C-端或一个或多个侧链被保 护基团所保护,和/或在氨基酸链中引入双键和/或环化和/或立体特异 性(stereospecificity)以增加强度和/或结合亲和力。

其他进一步优选的修饰包括那些旨在增强对酶性降解的抗性、提 高其特别是在神经系统和生殖系统的组织中的生物利用度、以及更一 般而言改善其药理动力学特征,并特别包含:

-保护NH2和COOH亲水基团,其通过使用亲脂性醇进行酯化 作用(COOH)、或通过酰胺化(COOH)、和/或通过乙酰化(NH2)、 或在NH2端添加羧基烷基或芳香疏水链;

-CO-NH肽键的相互转化或还原异构体或酰胺官能团的甲基(或 亚甲基(ketomethylene),亚甲基(methyleneoxy),羟基乙烯 (hydroxyethylene))化物;

-用L氨基酸替代D氨基酸;

-氨基酸肽链二聚化。

所有这些变化均为本领域所熟知,因此,假如这些肽序列在此得 到公开,可以使得本领域技术人员能够设计并生产出具有与此类肽相 似或更佳的结合特征的模拟肽(见例如Horwell等,Bioorg.Med. Chem.4:1573(1996);Liskamp等,Recl.Trav.Chim.Pays-Bas 1:113 (1994);Gante等,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.33:1699(1994); Seebach等,Helv.Chim.Acta 79:913(1996))。

本发明所用的肽的制备通过液相或固相肽合成的常规方式进行, 将待结合的不同的氨基酸残基顺序连接(在液相为从N-端至C-端, 或在固相为从C-端至N-端),其中的N-端以及反应性侧链被预先用 常规基团封闭。

对于固相合成,可以特别地应用如Merrifield所述的技术。或者, 也可应用Houbenweyl在1974所述的技术。

更多的细节可参考WO 98/37100。

本发明的治疗方法中所用的肽可通过基因工程方法获得。PCT专 利申请No.WO 90/03891(Rougeon等)描述了编码完整的146个氨 基酸的SMR1蛋白的cDNA的核酸序列。对于SMR1-肽的具有生物 活性的肽的衍生物,例如X1QHX2X3X4的衍生物,本领域技术人员可 参考通用文献以确定一种可用于合成所需的肽的适当的密码子。

下面描述的方法可使得本领域技术人员能够选择并纯化这些具 有生物活性的衍生物,所述的衍生物所结合的靶向与本发明的SMR1- 肽相同,并具有本发明的SMR1-肽的激动剂或拮抗剂的生物活性。

本发明的调节剂可以是蛋白、肽、激素、抗体或合成的化合物, 所述的化合物可以是肽或非肽类化合物,其可通过有机化学的常规方 法进行合成。

对本发明的调节剂进行筛选不但可通过分析候选配体分子与 QHNPR五肽的NEP结合位点的结合,而且可通过检测由该候选分 子诱导其靶向发生的代谢改变而实现,所述的代谢改变例如为通过蛋 白激酶或腺苷酸环化酶的信号转导所引起的初级或次级信使的合成 和/或释放,以及G蛋白家族的蛋白的激活,或NEP的酶活性的变化, 特别是天然的NEP底物的代谢。

候选分子的结合分析通常在4℃-25℃或37℃进行。为便于下文 中所述方案的表述,使用QHNPR五肽来替代或与候选分子进行竞 争。

因此,本发明的另一个目的是筛选特异性结合QHNPR五肽的 NEP结合位点的配体分子的方法,其包含如下步骤:

a)制备含有QHNPR五肽的NEP结合位点的细胞培养物或靶 器官标本或组织样品(冻切片或切片或膜制备物或粗匀浆物);

b)加入该待测定的候选分子与半饱和浓度的标记的五肽竞争;

c)将步骤a)的所述的细胞培养物、器官标本或组织样品与所述 的候选分子在利于特异性结合发生的条件下孵育足够的时间;

d)定量分析在存在不同浓度的标记的候选分子的情况下(优选 为10-10至10-5M),特异性结合到所述的细胞培养物、器官标本或组 织样品的标记物。

上述方法中的半饱和浓度是指可结合50%的NEP结合位点的标 记的QHNPR五肽的浓度。

该方法还可用来定义候选分子相对于QHNPR的相对亲和力。

本发明的另一个目的是一种用于确定配体分子与QHNPR五肽 的NEP结合位点发生特异性结合的相对亲和力的方法,其包含对每 个候选分子进行上述a),b),c)和d)的步骤,并进一步包含步 骤e),该步骤将步骤d)的经定量分析的各个候选分子的亲和力与 另一个候选分子进行比较。

本发明的另一个目的是一种用于确定配体分子与QHNPR五肽 的NEP结合位点发生特异性结合的亲和力的方法,其包含如下步骤:

a)制备含有QHNPR五肽的NEP结合位点的细胞培养物或靶 器官标本或组织样品(冰冻切片或切片或膜制备物或粗匀浆物);

b)加入预先经过放射性或非放射性标记物标记的候选分子;

c)将步骤a)的所述的细胞培养物、器官标本或组织样品与所述 的标记的候选分子在利于特异性结合发生的条件下孵育足够的时间; 以及

d)定量分析在存在不同浓度的标记的候选分子的情况下(优选 为10-10至10-5M),特异性结合到所述的细胞培养物、器官标本或组 织样品的标记物。

该候选的配体分子可以是放射性标记的(32P、35S、3H、125I等) 或是非放射性标记的(生物素、地高辛、荧光素等)。

因此,本发明还涉及筛选对QHNPR五肽的NEP结合位点具有 激动剂生物活性的配体分子的方法,其包含如下步骤:

a)制备含有QHNPR五肽的NEP结合位点的细胞培养物或靶 器官标本或组织样品(冰冻切片或切片或膜制备物或粗匀浆物);

b)在存在候选分子(优选为10-10至10-5M)、半饱和浓度的 QHNPR和NEP底物的情况下,孵育其浓度可满足在初始速率的条件 下(例如在实施例1的材料与方法中所定义的那样)对NEP的酶活 性进行测定的步骤a)的所述细胞培养物或器官标本或组织样品,孵 育的时间足以使得NEP底物在初始速率条件下发生水解

c)分别在有或没有所述的候选配体分子以及有或没有QHNPR 的情况下,通过测定NEP底物水解的程度对步骤a)的生物物质中的 NEP的活性进行定量分析。

在上述方法中,半饱和浓度是指使NEP底物的降解降低一半的 QHNPR五肽的浓度。

本发明的另一个目的包含一种用于筛选对QHNPR五肽的NEP 结合位点具有拮抗剂生物活性的配体分子的方法,其包含一些步骤:

a)制备含有QHNPR五肽的NEP结合位点的细胞培养物或靶 器官标本或组织样品(冰冻切片或切片或膜制备物或粗匀浆物);

b)在存在次最大浓度的XQHNPR肽、特别是QHNPR肽以及 NEP底物的情况下,在存在候选分子的情况下,孵育其浓度可满足在 初始速率的条件下对NEP的酶活性进行测定的步骤a)的所述细胞培 养物或器官标本或组织样品,孵育的时间足以使得NEP底物在初始 速率条件下发生水解;

c)分别在有或没有所述的候选配体分子以及有或没有QHNPR 的情况下,通过测定NEP底物水解的程度对步骤a)的生物物质中的 NEP的水解活性进行定量分析。

在上述方法的一个优选的实施方案中,次最大浓度是指能够使所 述底物的降解降低至少50%且优选地为至少75%的五肽的浓度。

如上所述,另一个代谢分析可以评价候选配体分子的激动剂或拮 抗剂活性,其包含将候选配体分子与原代细胞培养物、已有的细胞系、 或来自大鼠、小鼠或人的组织样品、以及内源性或外源性的NEP底 物进行孵育,对NEP底物的水解进行定量或定性或既定量又定性的 测定。

优选地,用于本发明的筛选方法的组织样品是大鼠脊髓的膜制备 物或切片,已知该组织适合用于进行NEP活性分析。

这一过程也可应用于来自小鼠或人的组织和/或细胞,或是用人 的NEP cDNA转染的细胞系。

根据本发明的方法,本发明的肽或模拟肽可以多种途径施用。在 一些优选的实施方案中,可通过肠外施用,最优选静脉施用。在其他 优选的实施方案中,可以通过鼻内、口服、舌下、经粘膜、气道内、 或经由惰性的或离子导入贴膜而施用。

所施用的的肽或模拟肽的剂量取决于特定的病人、病情、以及施 用途径,并且可以根据经过提高治疗剂量后上述病理性异常情况的减 轻或消除的情况,对施用剂量进行经验性判断。优选的剂量为大约 0.1μg/kg-大约1mg/kg,更优选地为大约1μg/kg-大约100μg/kg,且 最优选地为大约1μg/kg-大约50μg/kg。

中枢神经系统疾病

本发明的重点在于预防或治疗引起哺乳动物精神障碍的中枢神 经系统(CNS)疾病。

在本发明中,术语“哺乳动物”取其分类学上的通常含义并特别 说明其包括人。

本发明中的CNS疾病是指包括人际关系和行为障碍性疾病在内 的精神障碍。

PCT专利申请WO 01/00221记载了多种精神障碍。本发明提供 了可减轻或消除精神障碍的症状的新的治疗途径。

在此,“患有精神障碍”是指表现出至少一种在临床上可观察到 的行为或生理特征,所述的特征通常被视为精神障碍的症状。术语“减 轻或消除精神障碍的症状”指的是通常被视为精神障碍的症状的一种 或多种行为或生理特征出现了在临床上可观察到的有益的改变。精神 病学专家工作组撰写的手册提供了精神障碍的诊断标准。该手册由美 国精神病学协会出版,《精神疾病的诊断及统计学手册》(1992年)。 以下所讨论的疾病均属常见疾病,这在该手册的此类疾病的治疗中有 述。因此,在以下讨论中对这些疾病仅做简单的叙述。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是一种回避障碍 (avoidance disorder)。在此,“回避障碍”指的是这样一种疾病,其 必要的特征为广泛的社会不适应感、担心负面评价且严重缺乏自信, 包括过分畏惧与陌生人接触。本发明特别涉及回避障碍型人格,其定 义为广泛的社会抑制、失败感、并对负面评价过于敏感,这开始于少 年时代早期,并存在于生活的各个方面(DSMP-IV-TR编码301.82, 《精神疾病的诊断及统计学手册》(美国精神病学协会,1992年), 718-21页)。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是认知障碍 (decreased awareness disorder)。在此,“认知障碍”指的是这样一种 疾病,其特征为对其他人的存在和感情缺乏认知(如把人当作一件家 具;察觉不到别人的痛苦)。这些疾病可以是孤独症的基础

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是注意缺陷障碍/多 动症(attention deficit/hyperactivity disorder)。在此,“注缺陷障碍/多 动症”指的是这样一种障碍,其主要的特征为持续性的与年龄不相称 的、显著的注意力分散。其还包括混合型、显著的注意力分散型、以 及多动-冲动型(DSMP-IV-TR编码314.01,314.00,314.01,《精神 疾病的诊断及统计学手册》(美国精神病学协会,1992年),87-93页)。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是唤醒障碍(arousal disorder)。在此,“唤醒障碍”是指反应性依恋障碍(reactive attachment disorder),例如无法进行大多数的社会交往或是对其缺乏反应。在儿 童,这可导致称为“发音停顿(failure to thrive)”或“长期孤儿院生 活的不良影响(hospitalism)”的严重情况。对环境兴趣减退是反应性 依恋障碍的另一种基础,通常表现为对眼睛、面孔或声音缺乏视觉追 踪,对目标不伸手。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是对外界的人际交流 活动和关系受损(impaired interpersonal functioning and relationship to the external world)。在此,“对外界的人际交流活动和关系受损”是 指其他的人际交流问题,例如与同事或情侣难于相处。此类障碍包括 精神分裂症人格障碍,这是一种对社会关系的普遍的冷淡,以及情 感经历和情感表达的受限,同时也包括精神分裂症或抑郁症

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是情绪障碍,尤其是 指精神抑郁性障碍(精神,编码300.4,《精神疾病的诊断及统计学手 册》(美国精神病学协会,1992年),380-1页),以及非特指的抑郁 症(精神,《精神疾病的诊断及统计学手册》(美国精神病学协会,1992 年),381-2页);非特指的循环情感性精神障碍(cyclothymic disorder) 和双向性精神障碍(bipolar disorder)(精神,编码分别为301.13和 296.80,《精神疾病的诊断及统计学手册》(美国精神病学协会,1992 年),400页)。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是与性相关的社会活 动受损。在此,“与性相关的社会活动受损”是指与性伴侣之间的社 会关系受到削弱,而这会影响到职业活动。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是性行为障碍。在此, “性行为障碍”包括性行为和性别认定障碍,特别是指性欲低下 (H.S.D.D.,精神,编码302.71,《精神疾病的诊断及统计学手册》(美 国精神病学协会,1992年),543-40页),其定义为性幻想和性欲的 持续性或反复性低下或缺乏,并进一步包括对性交活动的不充分感, 例如早泻。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍是单纯型恐怖症(精 神,编码300.29,443-9页),社交恐怖症(精神,编码300.23,450 页),强迫症(精神,编码300.3,456-63页),或急性应激障碍(精 神,编码308.3,471-2页),参见《精神疾病的诊断及统计学手册》 (美国精神病学协会,1992年)。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍进一步涉及疼痛障 碍,其可以是心理因素相关的,或是心理因素和普通医学情况相关的, 或是普通医学情况相关的(精神,编码307.80,《精神疾病的诊断及 统计学手册》(美国精神病学协会,1992年),499-503页)。

在特定的优选实施方案中,所述的精神障碍包含一种以上的这些 障碍的症状。

在下面的附图和实施例中,将对本发明进行详细的阐述,但本发 明并不仅仅局限于这些特定实施方案的范围。

                     附图说明

图1-A:在有或没有10μM的合成的NEP抑制剂磷酸阿米酮的 情况下,脊髓膜蛋白浓度对P物质水解(25nM)的影响。各点代表 的是在终体积为250μl的Tris/HCl缓冲液中,在30℃经脊髓膜孵育 15分钟后,发生水解的3H-P物质的百分数。

图1-B:在有或没有终浓度为10μM的各种肽酶抑制剂(ACE 抑制剂卡托普利、CPB和DPPIV抑制剂、GEMSA和DPPIV抑制 剂)的情况下,由大鼠的脊髓膜制备物引起的P物质水解(12.5nM) 的时间过程。各点代表的是在终体积为250μl的Tris/HCl缓冲液中, 在25℃经250μg膜蛋白孵育后,发生水解的3H-P物质的百分数。

图2:在有或没有终浓度为10μM的各种肽酶抑制剂(NEP抑 制剂磷酸阿米酮、NEP抑制剂Thiorphan、CPB和DPPIV抑制剂、 GEMSA和DPPIV抑制剂、单独SMR1-QHNPR或SMR1-QHNPR 与CPB和DPPIV抑制剂组合)的情况下,脊髓切片中的Met-脑啡 肽酶(Met-enkephalinase)活性。对照代表在无组织切片时Met-脑啡 肽的回收。

图2-A:数值代表在终体积为1ml的KRBG缓冲液中,与1 mg新鲜组织切片在25℃孵育20分钟后回收,经RIA分析测定得 到的完整的和免疫反应性Met-脑啡肽的浓度(μM)(2次测定的平 均值)。

图2-B:数值代表在终体积为1ml的KRBG缓冲液中,与1mg 新鲜组织切片在25℃孵育20分钟后回收,经RP-HPLC分析(峰值 在保留时间的18.9分钟)测定得到的完整的Met-脑啡肽的量(2次 测定的平均值)。

图3-A:在有或没有终浓度为10μM的各种肽酶抑制剂(NEP 抑制剂磷酸阿米酮、NEP抑制剂Thiorphan、CPB和DPPIV抑制剂、 GEMSA和DPPIV抑制剂、单独SMR1-QHNPR或SMR1-QHNPR 与CPB和DPPIV抑制剂组合)的情况下,由大鼠的脊髓切片引起 的P物质水解(25nM)。对照代表在无组织切片的情况下3H-P物 质的水解。各点代表的是在终体积为1ml的KRBG缓冲液中,在25 ℃,经1mg新鲜组织切片孵育后,发生水解的3H-P物质的百分数。

图3-B:SMR1 QHNPR对由大鼠的脊髓膜制备物引起的P物质 (12.5nM)代谢的浓度依赖性抑制作用。与NEP抑制剂磷酸阿米酮, CPB和DPPIV抑制剂,GEMSA+DPPIV抑制剂的比较。QHNPR 肽单独所产生的抑制活性或QHNPR肽与CPB和DPPIV抑制剂组合 所产生的抑制活性的比较。各点代表的是在终体积为250μl的 Tris/HCl缓冲液中,在25℃经250μg膜蛋白孵育10分钟后,完整的 3H-P物质的回收百分数(2次测定的平均值)。

图4:行为绝望测验中的测验和重复测验阶段的静止不动时间的 图形表述。

                      实施例

实施例1:离体测定肽与NEP相互作用所产生的功能结果

在Met-脑啡肽和P物质的细胞外水平,用大鼠的神经组织的膜 制备物和新鲜切片分析SMR1-五肽对外源性NEP敏感性肽的保护作 用结果。

1.材料与方法

1.1.动物和组织制备物

使用性成熟的雄性Wistar大鼠(Iffa Credo)(7-9周龄)。直到 实验日之前,这些大鼠被置于稳定的环境温度(24℃)和光照周期(8h 开/20h关)的条件下,并可随意获得食物和水。实验当日,将实验 动物以戊巴比妥(Sanofi,45mg/kg体重,腹腔注射)或氯胺酮 (Imalgene 500,Rhone Merieux,150mg/kg体重,腹腔注射)麻醉, 或选择二氧化窒息,然后以心脏穿刺处死

·新鲜组织切片

取出脏器,在冰上切开,去除神经纤维和脂肪组织,然后以冷的 含有氧化葡萄糖碳酸氢钠Krebs Ringer(KRBG)溶液洗涤,该 溶液的组分如下:120mM NaCl,5mM KCl,1.2mM KH2PO4,27.5mM NaHCO3,2.6mM CaCl2,0.67mM MgSO4,5.9mM glucose。组织切 片可用手术刀手工制备(厚度1-2mm),或用″Tissue Chopper″制备(厚 度1mm)。将切片分散至反应试管中,并用冰冷的氧化KRBG连续 洗涤3次。然后将其作为酶的来源,置于添加了10μM Bestatin(膜 氨基肽酶APN的抑制剂,Roche)的KRBG缓冲液中,在4℃、 95%O2-5%CO2环境中保存,直至使用前。

·膜制备物

将切开并经过冰冷的KRBG洗涤的器官置于10倍体积(体积/ 重量)的50mM Tris/HCl缓冲液(pH 7.2)中,用Teflon玻璃匀浆器 在4℃进行匀浆(3X5秒)。以1000Xg,4℃第一次离心5分钟, 以去除沉淀中的组织碎片和细胞核。将上清液以100,000Xg,5℃进 行第二次离心,以便将膜成分浓缩于沉淀中,沉淀以冷的Tris/HCl缓 冲液漂洗3次,而后用Kontes匀浆器重悬于新鲜的缓冲液中,分装 并保存于-80℃至少3个月,作为酶的来源备用。

1.2蛋白测定

使用Bio-Rad DC蛋白分析(Bio-Rad)来测定组织和膜蛋白浓度。 如同Lowry分析,Bio-Rad试剂盒也基于样品的蛋白成分与碱性酒石 酸溶液和Folin试剂间发生的反应。在加入试剂后15分钟至2小时 之间于750nm处读取吸光度。以稀释至蛋白浓度为0.2至1.44 mg/ml的标准BSA(血清白蛋白)溶液来得到标准曲线。

1.3.测定NEP的酶活性

1.3.1.NEP来源-底物和抑制剂

为进行NEP肽酶活性分析实验,首先建立一个离体模型,其使 用的是神经组织的膜和新鲜组织切片制备物的孵育产物,即大鼠脊髓 的背区,已知其适合用于分析NEP肽酶的活性。使用参与疼痛反应 信号途径的两个底物,即神经肽Met-脑啡肽和P物质,来测定NEP 敏感性肽的代谢率。我们使用天然的Met-脑啡肽(Peninsula,10μM) 和氚标记的P物质:[(3,43H)Pro2-Sar9-Met(O2)11]-P物质,其具 有的特定的放射性为40Ci/mmol(NEN,12.5-25nM)。

我们的目的是测定这些底物的NEP特异性内切蛋白酶解 (endoproteolysis)。为此,在每次检测中,均要在有或没有特异性的 合成的NEP抑制剂的情况下(10μM磷酸阿米酮,Roche和/或 1-10μM Thiorphan,Sigma)分析底物的水解情况,同时,在所有的 检测中均存在APN的抑制剂,即Bestatin(10μM)。此外,为研究 SMR1-QHNPR的功能作用,上述反应是在SMR1-肽单独存在或 SMR1-肽与膜肽酶的抑制剂(即羧肽酶B抑制剂(GEMSA,10μM, Sigma)和二肽肽酶IV抑制剂(DPPIV抑制剂,10μM,Roche), 所述的抑制剂可通过裂解QHNPR肽的C-端而使之失活)组合存在的 情况下进行的。

1.3.2.酶活性分析

·新鲜的组织切片

首先,在有或没有NEP抑制剂的情况下,将新鲜组织的切片置 于含有10μM bestatin的KRBG介质中,在25℃、30℃或37℃的恒 温搅拌水浴箱中,在95%O2-5%CO2的环境下,进行预孵育。预孵育 15分钟后,将原有的介质更换为只含有底物或含有底物和NEP抑制 剂或SMR1-QHNPR的新鲜的介质,在与预孵育相同的条件下进行孵 育。孵育5-30分钟后,将介质转移至含有盐酸的冰冷的试管中,盐 酸的终浓度为0.1N。将样品置于-30℃,直至对其完整底物及其代谢 成分进行测定。

孵育的温度和时间以及底物和组织酶的浓度可根据结果进行限 定,这样使得NEP的水解活性可在初始速率的条件下进行测定。

·膜制备物

在有或没有NEP抑制剂的情况下,将膜制备物置于含有10μM bestatin的50mM Tris/HCl(pH7.2)中,在25℃、30℃或37℃的恒 温搅拌水浴箱中进行预孵育。预孵育10分钟后,只加入底物或加入 底物和NEP抑制剂或SMR1-QHNPR,在与预孵育相同的条件下进行 孵育。孵育结束后,将反应体系冷却至4℃以终止反应,并加入盐酸 使盐酸的终浓度为0.3N。将样品置于-30℃,直至对其完整底物及其 代谢成分进行测定。

孵育的温度和时间以及底物和膜酶的浓度可根据结果进行限定, 这样使得NEP的水解活性可在初始速率的条件下进行测定。

1.3.3.底物及其代谢物的检测

对完整的底物及其代谢物进行分离、测定和定量采用了不同的技 术(这取决于底物是否为放射性标记的):前两种基于选择性分离反 应产物的反向层析(C-18 Sep-Pak柱体和RP-HPLC),第三种基于 特异性测定底物的放射免疫分析(RIA)。

·The C-18 Sep-Pak柱体

使用C-18 Sep-Pak柱体(Waters)对放射性标记的肽的水解情 况进行分析:其根据各种化合物的极性的不同来分离化合物。肽的代 谢物与完整的肽底物相比,其疏水特征降低甚至消失,因此该固相提 取方法可将底物自其代谢物中分离出来。

分两个步骤洗脱放射性标记的P物质的3H-代谢物,第一步骤使 用H2O-0.1%TFA,第二步骤使用20%甲醇-0.1%TFA,而完整的 3H-P物质通过第三步骤使用70-100%的甲醇-0.1%TFA进行洗脱。 通过液态闪烁光谱法(liquid scintillation spectrometry)来测定洗脱下 来并被分离的化合物的放射性。

·RP-HPLC(反向高效液相层析法)

HPLC具有很高的分辨率,可对浓度最低为1 to 10μM的非放射 性肽进行分离,并可结合分光光度仪分析对其进行检测。C-18 RP-HPLC与C-18 Sep-Pak cartridge基于同样的原理。用层析分析来 研究Met-脑啡肽的水解,使用的是填充了5μm直径的珠的C-18 LUNA分析柱(150×4.6mm内径,AIT)。

RP-HPLC采用的是一步30分钟的线性梯度,其范围从H2O-0.1% TFA到100%乙腈-0.1%TFA,流速在1ml/min,以使得两种Met- 脑啡肽代谢物与完整的底物得到分离。通过在254nm连续监测柱体 流出物的UV吸光度对上述分离物进行鉴定并测定其相对量(峰的高 度)。

·RIA分析(放射免疫分析)

RIA为精确的分析方法,可对化合物进行定量分析,所述的化合 物的浓度在1到100nM之间或更低。在此使用了竞争性RIA系统: 结合于抗体的放射性抗原的量的下降方式与标准溶液或样品中含有 的抗原的量呈反比。通过免疫沉淀将游离的放射性抗原自放射性抗原 -抗体复合物中分离出去。

通过对最初的Met-脑啡肽底物消失情况的定量分析来监测脑啡 肽NEP的活性。第一抗体是针对Met-脑啡肽的C-端的兔抗体(其与 代谢物或其他肽的交叉反应性是1%)(Goros等,J.Neurochem. (1978),31;29-39.大鼠脑内的甲硫氨酸和亮氨酸脑啡肽的放射 性免疫分析以及与放射性受体分析估计的内啡肽的比较)。第二抗体 是针对兔免疫球蛋白的抗体。放射性抗原是碘化的Met-脑啡肽 (125I-Met-Enk脑啡肽),估计其特定的放射性为3000Ci/mmol。

简要地,Met-脑啡肽的RIA分析在100mM Tns/HCl(pH8.6, 含0.1%BSA和0.1%Triton X 100)中进行。将标准(1-100nM)或 样品(100μl),稀释的抗Met-脑啡肽抗体(100μl,1/2000)和 125I-Met-Enk(10000cpm,100μl)在4℃孵育过夜。在存在聚乙二 醇6000(6%)的情况下,用第二抗兔免疫球蛋白进行免疫沉淀以将 结合成分和游离成分分开。经过离心,用gamma分光计对沉淀中结 合的放射性进行定量分析。

2.结果

为详细说明SMR1-QHNPR对NEP酶活性的抑制作用,有必要 先建立一个实验方案,以便能够在初始速率测量的条件下进行P物质 或Met-脑啡肽的水解。

2.1.寻找NEP内肽酶活性的初始速率测量的实验条件

2.1.1.天然Met-脑啡肽的水解

在第一系列的实验中,将脊髓组织的切片和膜制备物分别置于终 体积为1ml的KRBG中(在30℃)和终体积为0.25ml的Tris/HCI(50mM,pH7.2)中(在37℃)进行孵育。

·RP-HPLC分析

经校准,RP-HPLC层析系统提示标准Met-脑啡肽在保留时间18.8 分钟时洗脱出来。对于样品,在存在NEP特异性抑制剂时,其峰的 高度显著地升高:该峰代表了完整的Met-脑啡肽底物,其保留时间 为18.8±0.2分钟。相反,保留时间为5.8±0.2分钟和12.8±0.1分 钟的两个峰分别代表代谢物Tyr-Gly-Gly和Phe-Met,其在无NEP抑 制剂的情况下出现。该结果说明脊髓组织的酶已经在肽的Gly-Phe肽 键处将底物裂解,这代表了脑啡肽酶的活性。

在膜制备物以及新鲜的组织切片水平,外源性Met-脑啡肽的高 度NEP特异性的水解出现于37℃孵育后10分钟:脊髓脑啡肽酶活性 导致Met-脑啡肽峰的消失,而当存在10μM磷酸阿米酮或1μM Thiorphan时,情况相反(80-90%被抑制)。此外,在上述情况下, 这两种特异性NEP抑制剂在37℃孵育10到30分钟期间均可将脑啡 肽酶的活性几乎完全抑制。

由于在37℃孵育10分钟即可明确达到最大的水解,因此在随后 的实验中孵育温度随之降低到30℃,继而25℃。这对于在30℃孵育 的新鲜组织切片是有效的,Met-脑啡肽水解的程度随时间(0-30分 钟)而升高。对于在30℃孵育的膜制备物结果相同,还可以注意到, 随着酶浓度的增加(自0到2mg/ml),水解的程度也随之增高。但 是没有明确的线性关系。

实际上,HPLC层析结合分光光度计分析是一种半定量技术,单 纯测定峰的高度或面积不足以精确到计算定量的比例关系。因此,接 下来使用了特异性定量RIA测定方法来对Met-脑啡肽进行精确定量 分析。

2.1.2.修饰的氚标记的P物质的水解

建立了用于在初始速率测量条件下研究由含有NEP的神经组织 引起的底物(即Met-脑啡肽和P物质)的水解的实验参数。

就此,首先测定的是,在30℃孵育15分钟后,大鼠脊髓的膜蛋 白浓度(终浓度自0.03到1mg/ml)对P物质(25nM)水解的影响。 如图1-A所示,3H-P物质降解的程度(以初始底物浓度的百分数表 示)以与膜蛋白浓度呈线性函数关系的方式成比例地自2升高到 25%。在有或没有10μM磷酸阿米酮的情况下均存在密切的相关性 (分别为r=0.99,n=7和r=0.98,n=7)。此外,在相同的实验条件 下,加入磷酸阿米酮可使P物质的降解明显减少(对外源性肽产生 50-65%的保护作用)。

相似地,在25℃时,P物质水解的程度(12.5nM)作为孵育时 间(5-20分钟)的函数也得到了研究。膜蛋白的浓度选择为1mg/ml。 脊髓膜引起的P物质的代谢随孵育时间的延长呈线性增加,其相关性 为r=0.97,n=18(图1-B)。卡托普利(10μM)为一种有效的血管 紧张素转换酶(ACE)抑制剂,其也能够裂解P物质,卡托普利对膜 制备物的酶的活性没有影响,对于CPB和DPPIV酶的有效抑制剂 (C-端SMR1-QHNPR代谢的保护性化合物)也是一样。

如此看来,含有NEP的脊髓组织引起P物质水解的初始速率测 定的条件已经建立了。然而,两种NEP抑制剂(磷酸阿米酮和 Thiorphan)的活性作为孵育时间的函数似乎并不成比例地稳定。因此, 将针对与孵育时间的相关性,就SMR1-QHNPR肽对NEP活性的影 响进行系统的研究。

2.1.3.记录

下表给出的实验条件可用于研究在初始速率测定条件下,离体的 脊髓组织所引起的Met-脑啡肽和P物质的代谢。

预孵育时间 10分钟(膜制备物); 15分钟(新鲜组织切片) 孵育时间 5-30分钟 温度 25℃ 膜或组织蛋白(脊髓) 的终浓度 1mg/ml 底物浓度 P物质:12.5nM; Met-脑啡肽:10μM(HPLC),             20nM(RIA) 反应体积 1ml(新鲜组织切片); 250μl(膜制备物) 分离代谢物的技术 Sep-Pak+液体闪烁计(3H-P物质); RP-HPLC和RIA(Met-脑啡肽) 缓冲液 Trls-HCI 50mM,pH7.2+BSA 0.1%+Bestatln 10μM(膜制备物); KRBG+BSA 0.1%+Bestatin 10μM(氧化的, 环境为95%02-5%CO2)(新鲜组织切片)

2.2研究SMR1-QHNPR肽与NEP相互作用引起的功能结果

2.2.1 NEP脊髓引起的Met-脑啡肽的降解

首先测定的是,在如2.1.3中多记载的实验条件下,固定浓度的 SMRI-QHNPR(10μM)对脊髓切片的Met-脑啡肽酶活性的影响。

·RP-HPLC分析

如图2-B所示,HPLC分析显示在25℃孵育20分钟内,脊髓切 片引起的Met-脑啡肽底物的高度NEP特异性水解。磷酸阿米酮在浓 度为10μM时可使Met-脑啡肽酶的活性得到完全的抑制,而加入 Thiorphan(10μM)可减少Met-脑啡肽的降解达80%。

在同一个实验中,QHNPR肽在10μM的浓度下,其单独或与 CPB和DPPIV蛋白酶的抑制剂组合应用,显示出70或80%的抑 制活性;因此,当两者的浓度相同时,SMR1-五肽能够与脑啡肽-五 肽竞争NEP结合位点。对于脊髓膜制备物引起的P物质降解,单独 应用CPB和DDPIV的抑制剂对新鲜的脊髓切片引起的Met-脑啡肽 的降解没有任何内在抑制活性。此外,它们显然不需要自新鲜脊髓组 织切片中可能存在的肽酶活性中保护SMR1-QHNPR其自身,特别 是在其C-端。

为精确地定量分析NEP活性以及抑制,对同一个实验借助于特 异性Met-脑啡肽RIA进行分析。

·RIA分析

总体上,通过反向HPLC技术所得到的粗略结果得到了RIA分 析的支持(图2-A)。在25℃孵育20分钟期间,磷酸阿米酮,Thiorphan, 以及SMR1-QHNPR似乎可很有效地保护Met-脑啡肽免于被NEP降 解活性所降解。因此,在10μM的浓度下,它们近乎完全地阻断了新 鲜的脊髓组织引起的10μM Met-脑啡肽的降解:保护作用分别为 96%,100%和96%。

总之,所有这些结果均显示,在离体情况下,SMRI-QHNPR肽 对大鼠神经组织的Met-脑啡肽酶活性具有负调节作用。

2.2.2 NEP脊髓引起P物质降解

·SMR1-QHNPR,抑制NEP对P物质的代谢活性

如同在针对Met-脑啡肽的实验中所述,首先研究QHNPR肽对P 物质水解的影响。为此,使用了脊髓切片,并在如2.1.3.中所述的初 始速率测定的条件下,进行30分钟的孵育动力学测定。

如图3-A所示,P物质水解反应在初始速率测定条件下可有效进 行:发现在物质水解25℃的孵育时间之间存在密切的相关性,r=0.99。 10μM磷酸阿米酮或10μM Thiorphan显示出了相对而言相同的抑 制活性(抑制程度60-65%)。发现QHNPR肽(10μM)是抑制有效 的抑制剂:其单独使用可抑制75%的P物质的降解,当其与GEMBA (10μM)和DPPIV抑制剂(10μM)组合应用时,抑制达90%以 上。但后者显示出对新鲜的脊髓组织引起的P物质的降解具有内在的 抑制活性。

另外,在该实验中,抑制剂的效果作为孵育时间的函数在30分 钟的孵育期间具有稳定的比例(r=0.99)。

·测定IC50

如图3-B右栏所示,SMR1-QHNPR对脊髓膜制备物引起的3H-P 物质降解的抑制效应的反应曲线,可以对大约1.10M的IC50值进行 计算(3H-P物质降解减少一半时的抑制剂浓度)。在同一个实验中, 与磷酸阿米酮的比较显示出SMR1-QHNPR对外源性P物质的保护仍 与磷酸阿米酮相当(图3-B左栏)。此外,QHNPR肽与CPB和 DPPIV的抑制剂组合使用显示出极高的NEP抑制活性,较磷酸阿米 酮更显著(图3-B,左栏)。

2.2.3.记录

通过氚标记的底物结合层析分析(P物质)或通过天然底物结合 特异性RIA定量分析(Met-脑啡肽)来测定NEP-敏感性肽的代谢率。 在NEP酶活性的初始速率测定条件下,加入SMR1-五肽可引起外源 性Met-脑啡肽或P物质的代谢几乎被完全抑制:经计算,使得由脊 髓组织引起的P物质降解减少一半的SMR1-QHNPR的浓度为1.10M, 其抑制效力等同于两个已知的NEP-特异性抑制剂,即Thiorphan和 磷酸阿米酮。从这些结果似乎发现,在离体情况下,SMR1-五肽可有 效地阻断脊髓NEP诱导的两个参与调控脊髓疼痛感觉的神经肽,即P 物质和Met-脑啡肽的降解。

实施例2:SMR1-QHNPR肽在行为绝望测验(behavioral despair test)中的抗抑郁效应

使用了40只雄性Wistar/AF EOPS大鼠(Iffa Credo Breeding Center,69-St-Germain sur 1’Arbresle,France),体重为300-320g。到达 后,对这些大鼠进行标记并将其成对地随机分配至F型聚碳酸酯笼中 (48×27×20cm,U.A.R.,91-Epinay-Sur-Orge,France)。这些大鼠 被安置在有空调的动物房中,温度为22-24℃,可随意获得食物(M25 croquettes,Ets Piétrement,77-Provins,France)和水,光照和黑暗每 12小时交替。

一周的环境适应期后,称量大鼠的体重并随机分成3个实验组 (n=12),各组的处理方式和条件均相同。

行为绝望测验分两个阶段进行:

15分钟的测验阶段;

24小时后进行的5分钟的重复测验阶段。

在测验阶段,大鼠要被迫在树脂玻璃圆筒(直径20cm,高50cm, 加水至25cm,水温25℃)中游泳,记录其在15分钟内的行为。测 验结束后,将大鼠自水中取出,轻轻擦干,然后将其放回笼中。

24小时后进行重复测验,将该大鼠再次置于水中,记录其在5 分钟内的行为。

所记录的变量为测验和重复测验过程中的前5分钟内静止不动 的时间。

将肽FG-005(SMR1-QHNPR)按照500μg/5ml 0.01N醋酸的比 例配制,然后以PBS稀释,在测验结束后即刻以及在次日的重复测 验前300分钟和前5分钟时通过大鼠背侧近尾部的静脉进行施用,施 用的剂量为50μg和100μg/kg。

组 大鼠/ 组 处理 剂量(μ g/kg) 体积 (ml/kg) 重复测验前 施用时间 (分钟) 载体 10 醋酸+PBS - 0.7 1440,300,5 FG50 10 FG-005 50 0.7 1440,300,5 FG100 10 FG-005 100 0.7 1440,300,5 8-OH-DPAT 10 8-OH-DPAT 500 1 1440,300,30

使用阶乘测定中的方差分析(ANOVA in factorial measurements) 来证实各组间存在的差异(heterogeneity)。进行双侧概率(bilateral probability)配对t检验以比较各组中测验与重复测验中的静止不动的 时间。结果以平均值±标准误(SEM)表示(图4)。使用Statview5 和DeltaGraphPro3.5软件进行统计和图形处理。

方差分析[F(3.36)=1.57;N.S.]显示,在未经任何处理前,各组的测 验1的静止不动时间无差异,而在处理后各组的静止不动时间存在差 异[F(3.36)=13.12;p<0.001]。

双侧概率配对t检验显示,对照组大鼠在重复测验中的静止不动 时间较测验中显著增加。相反,经8-OH-DPAT处理的大鼠在重复测 验中的静止不动时间较测验中显著减少。

经剂量为50μg/kg的FG-005处理的大鼠在重复测验中的静止 不动时间增加,而经剂量为100μg/kg的FG-005处理的大鼠在重复 测验中的静止不动时间减少。但两者均无统计学意义(NS)。

表:测验阶段和重复测验阶段的静止不动时间(平均值±SD) 载体 FG-50 FG-100 8-OH-DPAT i.v.(n=10) 50μg/kg, i.v.(n=10) 100μg/kg, i.v.(n=10) 0.5mg/kg, i.p.(n=10) 测验 104.80± 11.08 119.00± 13.79 138.30± 11.03 109.20± 11.43 重复测验 187.80± 20.41 141.20± 21.28 121.50± 17.47 31.60± 11.51 配对t检验 (双侧概率) (测验vs.重 复测验) t=4.14; p<0.005 t=1.50;NS t=1.20;NS t=10.91; p<0.001

在我们的实验条件下,对照组大鼠在重复测验中的静止不动时间 较测验中显著延长,这清楚地表明这些大鼠的屈从性,它们不再寻求 逃脱这种阴雨潮湿的环境。

在抑郁测验结束后即刻以及在次日的重复测验前300分钟和前5 分钟时用剂量为50μg和100μg/kg的肽FG-005处理的大鼠在重复 测验中的静止不动时间没有增加。这两组的大鼠在两个阶段显示出相 当的游泳活动。由于这些大鼠未表现出行为的屈从性,因此认为肽 FG-005在大鼠具有抗抑郁的效应。用作参考物质的8-OH-DPAT,显 示出明显的抗屈从效应。

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