用于治疗线粒体相关的疾病的α1-微球蛋白的制作方法_4

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个其 他的线粒体DNA突变引起MERRF。虽然母亲将MERRF突变传递给她所有的后代,但一些人可 能永远不表现出症状。
[0164] 如同所有的线粒体疾病,还没有对于MERRF的治疗。治疗剂可以包括辅酶Q10、 L-肉碱、以及各种维生素,通常以"混合剂"组合。癫痫的管控通常需要抗惊厥药物。用于 其它症状控制的药物也可能是必要的。
[0165] 根据发病年龄、症状的类型和严重程度、所涉及的器官、以及其他因素,MERRF预后 广泛变化。
[0166] 线粒体DNA缺失:症状包括三种主要形式:
[0167] 1.先天性肌病:新生儿虚弱、需要辅助通气的肌张力减退、可能的肾功能不全。严 重的乳酸性酸中毒。显著的碎红纤维。由于呼吸衰竭的死亡通常发生在一岁之前。
[0168] 2.婴儿肌病:早期正常发展,直到一岁,出现虚弱并且迅速恶化,通常在几年内导 致呼吸衰竭而死亡。
[0169] 3.肝病:肝脏肿大和顽固性肝功能衰竭、肌病。严重的乳酸性酸中毒。通常在一 年内死亡。
[0170] 本发明涉及α 1-微球蛋白在线粒体相关疾病的治疗中的用途。疾病可以是本文 指定的疾病中的任何一种,为单一疾病或本文指定的疾病的任何组合,例如,本发明涉及 α 1-微球蛋白在治疗本文提到的疾病中的一种或在治疗选择的本文提到的疾病(不论该 特定的选择是否已经明确提到)中的用途。因此,可以是随机选择疾病或紊乱。疾病可以 线粒体缺陷或线粒体功能的紊乱或疾病是由它们引起。
[0171] 具体地,本发明涉及α 1-微球蛋白在呼吸链障碍的治疗或预防中的用途。更具体 地,呼吸链障碍包括复合物I、II、III、IV或V的缺陷。
[0172] 更具体地,本发明涉及α 1-微球蛋白在治疗或预防儿童或青少年的线粒体功能 障碍中的用途。实例包括阿尔佩斯病、巴特综合症、弗里德赖希共济失调、KSS、Leigh病或 综合症、LHON、MELAS、MERRF、MIRAS 和 NARP。
[0173] 更具体地,本发明涉及α 1-微球蛋白在治疗或预防女性的线粒体功能障碍中的 用途。
[0174] 本发明还涉及α 1-微球蛋白在治疗或预防视网膜损伤或功能障碍或与线粒体缺 陷或功能障碍相关的眼部疾病中的用途。
[0175] 治疗给药:AlM给药的途径和/或方式可以根据期望的结果改变。本领域技术人员 知晓给药的途径或方式以及方案可以调整以提供期望的治疗反应。给药途径包括但不限于 肠胃外、肠内、粘膜/局部给药,包括静脉内、皮下、肌内、真皮内、大脑内、口服、经口、经皮、 吸入等。
[0176] AlM可以配制成设计用于特定用途的药物组合物。本领域技术人员应该知 道如何找到指导用于设计各种药物组合物,参见,如Remington' s Pharmaceutical Sciences,18Ed. 1990,Mack Publishing。
[0177] 对于眼睛给药,AIM可以以液体组合物或包括隐形眼镜或其他眼用置入物的医疗 装置配制。液体组合物包括溶液、分散液、乳液和悬浮液,并且可以以单剂量形式或以多剂 量形式的滴眼剂形式存在,或者它可以呈现为干燥粉末用于在使用前与液体重构。组合物 也可呈现为眼用洗剂、乳膏、软膏或凝胶。药用赋形剂可以包括例如溶剂(例如水、油,包括 天然油或植物油例如蓖麻油),增粘剂如结冷胶、黄原胶、聚乙烯醇,纤维素衍生物如羧甲基 纤维素钠、甲基纤维素等,防腐剂如对羟基苯甲酸酯或苯扎氯铵,PH调节剂(例如盐酸、氢 氧化钠、缓冲剂如磷酸盐或柠檬酸盐),稳定性增加剂、张力调节剂(如氯化钠)等。
[0178] 对于口服给药,AlM可以配制成固体、半固体或液体组合物。组合物可以是单位剂 型或多单位剂型。组合物包括粉剂、片剂、胶囊剂、小药囊(sachet)、膜、薄片、凝胶、乳膏、 软膏、溶液、分散液、乳液、悬浮液、喷雾剂等。组合物包括多种药用赋形剂中的一种。这类 赋形剂(以及用于其他种类的组合物的赋形剂)是本领域技术人员熟知的(参见例如由 Gennaro 等编的,Remington, s Pharmaceutical Science",(Mack Publishing Company), 由 Rowe 等人编辑"Handbook of Pharmaceutical Excipients"(PHP Press)以及在正式专 著(如Ph.Eur.或USP)涉及用于特定制剂类型的相关赋形剂以及用于制备特定制剂的方 法)。
[0179] AlM优选以药物组合物的形式给药。由于AlM的多肽性质,组合物可以优选设计用 于胃肠外使用,但AlM也可局部地应用于例如与愈合伤口相连的皮肤、关节中,或脑腔。AlM 可以以液体配制,例如以溶液、分散液、乳液、悬浮液等,或者它可以以适于皮肤施用的制剂 中如,例如洗剂、乳膏、软膏、悬浮液、乳剂、糊剂、粉末、贴剂、膏剂、敷料、肥阜、香波、防晒洗 剂等。此外,AlM可以包括于医疗装置或设备中,如作为导管等的可释放涂层。
[0180] 可替代地以及此外,可以包括将活性物质靶定于身体的特定部分的特定载体。例 如抗体-AlM复合物,其中,通过其对某一表位的特异性,该抗体靶定至选定的位点("归 位;具有这类归位特性的干细胞或重组细胞例如对组织特异的整合蛋白受体以及具有人 造或天然能力以分泌大量AIM。治疗将是更有效的,因为该药物将被集中到一个特定的部 位,出血点等,并且需要较少AIM。
[0181] 对于肠胃外使用,合适的溶剂包括水、植物油、丙二醇以及通常批准用于这 种目的的有机溶剂。一般情况下,本领域技术人员在由Gennaro等编"Remington' s Pharmaceutical Science" 中,由 Rowe 等编辑的"Handbook of Pharmaceutical Excipients"以及在涉及用于特定制剂类型的相关的赋形剂和用于制备特定制剂的方法的 正式专著"Ph. Eur. or USP"中找到指导。
[0182] 通过以下附图和实施例来说明本发明。
【附图说明】
[0183] 图1.将AlM结合至完整凋亡的细胞。A.仓鼠抗小鼠⑶3抗体(4 μ g/ml)涂覆的塑 料板上培养HCQ.4细胞18小时。为了分析AlM结合,将IXlO6个细胞用lmg/ml的AlM孵 育,洗涤,用小鼠抗AlM抗体孵育,洗涤,最后用FITC-结合的羊抗鼠 IgG(GAM-FITC)孵育。 对于AlM结合(空白峰(open peak))分析10000个细胞。在第一个步骤中,将用BSA孵育 的细胞设置为背景(阴影峰)。比较结合至凋亡细胞(右直方图)与未经处理的细胞(左 直方图)。B. AlM的结合与通过在5%乙醇或10%的DMSO存在下培养HCQ. 4细胞15小时的 PI摄入相关。对于流式细胞仪分析,AlM与细胞孵育,然后是小鼠抗AlM抗体和FITC结合的 羊抗鼠 IgG。分析前,细胞还通过PI染色以检测死细胞。C.通过流式细胞仪分析AlM至前 B细胞系70Z/3的凋亡细胞的结合。由苯甲酰胺药物地氯普胺(3-CPA)处理15小时将细胞 诱导至凋亡,并分析通过生物素化AlM孵育、随后SAPE的AlM结合。背景设置为仅用SAPE 孵育的细胞(阴影峰)。D.将K562细胞用20 μ M和0. 25mg/ml AlM孵育2小时,并且用小 鼠抗AlM抗体以及随后用羊抗鼠 IgG F(ab')2-片段(Alexa Fluo? 594 ;红色)进行染色。 细胞用利用DAPI的ProLong Gold抗淬灭试剂和目视检查安装并进行记录。图片代表三个 独立的实验。比例尺是10 μ Μ。E. AlM结合的特异性通过竞争细胞结合试验测定特异性。将 HCQ. 4细胞,通过与抗⑶3交联18小时被诱导凋亡(右直方图)与以未经处理的HCQ. 4细 胞(左直方图)进行比较。将1父1〇6个细胞/样品与1以8/111112514说(1)、 12514说加上 加入的2. 5mg/ml的未标记的A1M(2)、卵清蛋白(3)、BSA(4)或AGP(5)。在4°C将细胞孵育 30分钟,蔗糖梯度离心以分离未结合的蛋白,随后冷冻试管并且切下细胞沉淀,并在Y-计 数器上计数。其结果呈现为一个实验重复三次的平均值土SEM。组之间的统计学比较使用 Student's t 检验进行。***P< 0.001。
[0184] 图2. AIM结合至凋亡细胞的时间研究。A.通过在抗⑶3涂覆的塑料板上培养,诱 导HCQ.4凋亡。在诱导(0、1、2、4、8和16小时)后的不同的时间点采集样品。细胞用FITC 结合的AlM(0. 1毫克/毫升)和PI染色。分析10000个细胞。B. AlM结合至前B细胞,通 过与苯甲酰胺3-CPA孵育诱导凋亡,通过流式细胞仪分析并且与膜联蛋白V和7AAD摄入 相关。凋亡的70Z/3细胞用生物素化AlM(0.025mg/ml)孵育,然后是SAPE,膜联蛋白V和 7AAD。分析10000个细胞并且分别划分(gate)为7AAD阴性细胞(左图)和7AAD阳性细 胞(右图)。
[0185] 图3.通过共聚焦显微镜检查和透射电子显微镜检查分析AlM至线粒体的结 合。A.洗涤仅用培养基(左)或用0· 25mg/ml AlM(右)孵育2小时的K562细胞并且用 Mito-Tracker (红)孵育15分钟,并且在新鲜的培养基中洗涤。洗涤后,细胞随后用5 μ g/ ml单克隆鼠抗A1M(BN11.3)染色,随后是羊抗鼠 IgG的F(ab')2片段(Alexa Flu〇? 488; 绿色)。用使用DAPI的ProLong Gold抗淬灭试剂(蓝色)制作细胞标本并且用共聚焦显 微镜检查进行目视检查和记录。图片表示三个独立的实验。比例尺为5 μ m。B.在室温下 用10 μ M AlM孵育20小时的人原代角质化细胞的概观。线粒体结构用箭号突出并且在(C) 中以更高的放大倍率显示。对具有金标记的抗AlM的人原代角质细胞薄切片进行免疫标记 并且证明与线粒体相关。其用箭头突出(C)。如在材料和方法中所描述的制备并观察样品。 (B)中的比例尺指明为2μπι以及(C)中指明为0. 1 μ m。
[0186] 图4.通过125I-AlM结合分析AIM至线粒体的结合。A.在1.0 mg/ml未标记的蛋白 (AIM或AGP) +4% BSA的PBS溶液存在或不存在情况下,通过混合约2. 5 μ g/ml的125I-AlM 与0. 5mg纯化的线粒体,研究AIM特异性结合到线粒体。将混合物在4°C孵育30分钟,在蔗 糖梯度离心以分离未结合的蛋白,然后冷冻试管并且切下细胞沉淀并且在Y -计数器下计 数。每个点代表三次测定的平均值土SEM。组之间的统计学比较使用Student's t检验进 行。***P <〇· 001。B.使用 BN-PAGE 和蛋白印迹法(Western 印迹法,Western blot)进一 步研究AlM特异性结合至线粒体。在BN-PAGE 4-16%的Bis-Tris凝胶上分离来自2个独 立个体的5yg线粒体膜蛋白并印迹到PVDF膜上。阻断(封闭,blocking)后,将膜用抗复 合物I的亚基NDUFV1、复合物III的核I、鼠 AlM抗体孵育,或用考马斯染色。C.还通过新 制备的具有抗复合物I的抗体的线粒体的免疫沉淀研究了复合物I。免疫沉淀后,对12% SDS-PAGE分离结合的和洗脱的蛋白,并且印迹到PVDF膜上。阻断后后,膜用抗小鼠 AlM抗 体孵育。左泳道,线粒体起始原料(SM)和右泳道,结合和洗脱物质(IP)。
[0187] 图5使用BN-PAGE、SDS-PAGE和Western印迹法研究AIM特异性结合至线粒体。 在PBS中悬浮新鲜分离的线粒体,通过离心制粒,并溶解至5mg/ml浓度的MB2缓冲液中。通 过用0. 5-4. 0克毛地黄皂苷/g蛋白在冰上孵育5分钟溶解线粒体膜蛋白。离心样品,收集 上清液并且将SBG加入至4. 5%的终浓度。A.随后在BN-PAGE4-16 %的Bis-Tris凝胶上分 离来自2个独立的个体(SI和S2)的5 μ g线粒体膜蛋白并且印迹到PVDF膜上。阻断后, 将膜用抗复合物I的亚基NDUFVl (左)、AIM(中)和复合物III的亚基核I的抗体孵育。 B.在12%的SDS-PAGE上分离用胰蛋白酶处理过的(0-100单位胰蛋白酶)分离的线粒体 蛋白(15μ克/泳道)并且转移到PVDF膜上。阻断后,将膜用抗AlM抗体孵育。
[0188] 图6. AlM保护线粒体的结构。人原代角质化细胞用(A)仅培养基,(B) μ M血红素 或(C) 20 μ血红素+0.25mg/ml AlM在室温下培养20小时。用箭号突出线粒体结构并且显 示细节(放大图片)。如在材料和方法中所描述的制备并观察样品。比例尺指明为2 μ m(概 观)以及0.5 μ m(
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