补骨脂宁用作HSP90AB1抑制剂的医药用途的制作方法

文档序号:14944691发布日期:2018-07-17 20:51阅读:446来源:国知局

本发明属于医药领域,具体涉及补骨脂宁用作hsp90ab1抑制剂的医药用途。



背景技术:

热休克蛋白90(heatshockprotein,hsp90)是atp依赖的高度保守的分子伴侣,其可利用atp水解产生的能量参与蛋白质的正确折叠,稳定蛋白质结构,参与细胞信号转导激素应答及转录调控等反应以及肿瘤凋亡、增殖相关通路的调节。hsp90对因环境改变等各种应激状态下蛋白质稳定性的保持至关重要。除了在正常细胞中发挥重要作用外,hsp90与底物蛋白相结合参与多种疾病的发生发展,如恶性肿瘤、自身免疫性疾病。他还是多种致癌蛋白的分子伴侣,包括表皮生长因子受体(epidermalgrowthfactorreceptor,egfr)、人类表皮生长因子受体-2(humanepidermalgrowthfactorreceptor-2,her2)、间质表皮转化因子(mesenchymal-epithelialtransition,met)、蛋白激酶b(proteinkinaseb,akt)等。目前认为,人类hsp90主要包括4种亚型:hsp90aa1和hsp90ab1均位于胞质内,grp94位于内质网中,而trap1亚型则定位于线粒体基质内。hsp90aa1和hsp90ab1有85%同源,但是两者作用不同,hsp90aa1是诱导性表达,参与应激状态下细胞保护和细胞周期的调节,而hsp90ab1是组成性表达,参与早期胚胎发育、信号转导及细胞长期适应性。

目前在世界范围内,肺癌发生率和死亡率均居恶性肿瘤首位,其中约85%为非小细胞肺癌。作为分子伴侣,hsp90有助于促肺癌蛋白质的折叠和成熟,例如egfr和alk。阻断这些伴侣蛋白发挥功能是癌症治疗中的一种全新策略。ramalingam等对hsp90新型抑制剂ganetespib的一项临床ii期研究发现,在治疗晚期肺腺癌患者过程中,ganetespib与多西他赛(docetaxel)联合用药治疗与多西他赛单药治疗相比,可延长晚期肺腺癌患者的总生存期(参考文献:arandomizedphaseiistudyofganetespib,aheatshockprotein90inhibitor,incombinationwithdocetaxelinsecond-linetherapyofadvancednon-smallcelllungcancer.annoncol,2015,26:1741-1748)。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供补骨脂宁用作hsp90ab1抑制剂的医药用途。

本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的:

补骨脂宁用作hsp90ab1抑制剂的医药用途。

一种抑制hsp90ab1的药物制剂,含有补骨脂宁或其药用盐或其前药,还含有药学上可以接受的载体或赋形剂,制成药学上可以接受的剂型。

进一步地,药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料。

进一步地,所述药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂。

本发明发现,补骨脂宁可以与hsp90ab1相互结合(结合能力为阳性化合物17-aag的10倍)并抑制hsp90ab1下游蛋白的表达,这表明补骨脂宁为hsp90ab1的有效抑制剂。

附图说明

图1为阳性药17-agg与egfp-hsp90ab1的相互作用关系图;

图2为补骨脂宁与egfp-hsp90ab1的相互作用关系图;

图3为compounda与egfp-hsp90ab1的相互作用关系图;

图4为neobavaisoflavone与egfp-hsp90ab1的相互作用关系图;

图5为不同浓度补骨脂宁干预2h对hsp90ab1下游客户蛋白akt稳定性的影响;磷酸化akt被去磷酸化,p-akt显著减少,证明补骨脂宁降低了akt的稳定性;

图6为相同浓度(3μg/ml)补骨脂宁干预不同时间对hsp90ab1下游客户蛋白akt稳定性的影响;磷酸化akt被去磷酸化,p-akt显著减少,证明补骨脂宁降低了akt稳定性。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体介绍本发明实质性内容。

一、实验材料

补骨脂宁纯度大于95%。补骨脂宁的衍生物compounda和neobavaisoflavone自制,纯度大于95%。补骨脂宁、compounda和neobavaisoflavone的化学结构式如下。

二、实验方法

1、光亲和纯化实验

1)用1mm预冷的hcl润洗nhs-activatedsepharose4flowagrosematrix,然后与过量的补骨脂宁在偶联缓冲液(0.2mnahco3,0.5mnacl,ph8.3)中4℃孵育过夜;

2)补骨脂宁固定于agarosebeads上。0.5m乙醇胺(ph8.3)封闭过量未反应的补骨脂宁。经缓冲液洗脱后beads储存于4℃冰箱备用;

3)分别将偶联前后的补骨脂宁溶液通过hplc分析其偶联效率;

4)1%np-40裂解液(50mmtris-hcl(ph7.5),150mmnacl,1%np-40)洗脱补骨脂宁偶联beads;

5)洗脱后,与c57bl/6j小鼠肝脏组织裂解液混合,4℃孵育2h;

6)结束后,用1%np-40裂解液洗脱3次,再用5mm补骨脂宁进行洗脱;

7)在竞争性洗脱实验中,蛋白裂解液与1mm补骨脂宁混合,4℃孵育2h后,再与besds混合孵育;

8)结合至beads上的蛋白利用质谱进行鉴定。

2、补骨脂宁与hsp90ab1的分子相互作用

2.1重组egfp-hsp90ab1蛋白的纯化制备

1)pet28a-hsp90ab1-egfp扩增并纯化以上质粒备用;

2)单克隆:转化各自质粒于bl-21感受态细胞中,涂板过夜,次日挑取各自转化平板上单克隆接种于含50μg/mlkana的4mllb培养基中,220rpm,37℃振摇过夜;

3)扩增:次日按1:100接种于50μg/mlkan的500mllb培养基中,220rpm,37℃振摇培养约2-4h,待菌体od600值达到0.6左右为止;

4)鉴定:取出1ml培养物,室温12000g离心2min,弃上清,100μl上样缓冲液重悬菌体沉淀;

5)诱导表达:加入乳糖至终浓度0.8g/l,220rpm,22℃振摇培养过夜,诱导蛋白表达;

6)鉴定:取出1ml培养物,室温12000g离心2min,弃上清,100μl上样缓冲液重悬菌体沉淀,剩余培养物4℃,4000g离心12min,弃上清,沉淀置-20℃冻存;

7)裂解细胞:用400μlni-idabinding-buffer(20mmtris-hcl,10mm咪唑,0.5mnacl,ph8.0)将菌体重悬,冰浴中超声破碎,条件为功率100w,工作5s,间歇7s,共25min,破碎液4℃,12000g离心20min,取10μl上清液加入等量的2x上样缓冲液,沉淀用400μl1x上样缓冲液重悬后取5μl,恒压150v进行12%sds-page,考马斯亮蓝r250染色显带;

8)蛋白纯化:利用biologiclp层析系统,破碎上清液以0.5ml/min流速上样至ni-idabinding-buffer预平衡的ni-ida-sepharose-cl-6b亲和层析柱。用ni-idabinding-buffer以0.5ml/min流速冲洗,至流出液od280值达到基线。分别用ni-idawashing-buffer(20mmtris-hcl,20mm咪唑及50mm咪唑,0.5mnacl,ph8.0)以1ml/min流速冲洗,至流出液od280值达到基线。以ni-idaelution-buffer(20mmtris-hcl,250mm咪唑,0.5mnacl,ph8.0)以1ml/min流速洗脱目的蛋白,收集流出液,最后进行sds-page分析。

2.2微量热泳动(mst)实验

1)标记蛋白分子准备:上述重组egfp-hsp90ab1蛋白即可作为mst标记蛋白大分子用于实验,将标记大分子蛋白溶液稀释到适合与互作仪检测的浓度范围;

2)无标记小分子准备:选用阳性hsp90抑制剂17-aag作为阳性化合物,补骨脂宁及其衍生物(compounda和neobavaisoflavone)用dmso稀释到10mm作为储备液。利用软件预测kd值,以mst缓冲液作为溶剂,配置工作液最高浓度(此浓度不超过kd值20倍),往后以此两倍梯度稀释,配置成16个梯度浓度的工作液(10μl);

3)大分子与小分子结合:向以上工作液中加入10μl标记的大分子溶液,用移液枪在dof管中轻轻混匀,避光孵育5min;

4)上样:达到反应时间后,将monolithnt毛细管直接插入到反应管dof管中,吸取样品。此时,不要接触到玻璃管的中间部位,按照顺序依次将毛细管放入样品托盘槽中;

5)检测:设置好nt控制软件中参数,开始进行检测,检测完毕后通过仪器自带软件进行分析,拟合并计算解离常数。

3、化合物对hsp90ab1下游蛋白表达的抑制作用

3.1细胞总蛋白提取

1)细胞点板过夜,待细胞密度达到70-80%时,胰岛素(insulin)预处理2h,之后给予不同浓度补骨脂宁作用2h或者给予3μg/ml的补骨脂宁作用不同时间后,弃掉细胞培养基,pbs缓冲液清洗细胞3次;

2)用0.5ml胰酶消化2min后,完全培养基1ml终止消化,收集细胞于dof管中,1000g,4℃,离心5min;

3)弃去培养基,得到细胞沉淀,每一dof管中加入200μl的ripa裂解液(已加入磷酸化酶抑制剂和总蛋白酶抑制剂)充分混悬后,冰上裂解10-30min,以12000g,4℃条件离心5min;

4)收集上清,即得蛋白溶液,bca法测定蛋白样品浓度,剩余样品-80℃冻存备用,或直接加入5×sds-page上样缓冲液,并吹打均匀,95℃金属浴中10min,使蛋白充分变性,westernblot备用。

3.2bca法检测蛋白浓度

1)反应液准备:以每孔0.5ml溶液a和0.0lml溶液b用量,准备足量反应混合液;

2)点样:取2μl蛋白溶液于96孔板中,用三蒸水稀释至20μl,每个样品设置三个复孔,设置不同浓度的蛋白标准品;

3)化学反应:每孔加入200μl的反应混合液,60℃孵箱中孵育30min;

4)检测:达到作用时间后,使用酶标仪,于570nm波长处检测吸光度值;

5)计算蛋白浓度:根据标准品的浓度和相应的吸光度值绘制出标准曲线,再计算待测样品的蛋白浓度。

3.3westernblot实验

1)凝胶制备:清洗玻璃板晾干后备用。按表1和表2,根据目的蛋白分子量不同,制备适合分离目的蛋白的分离胶。在分离胶中加入temed后立即摇匀立即灌胶,液封分离胶,室温静止30min。此时,可按照表3配置浓缩胶,达到时间后,弃去上层水,加入配置好的浓缩液,快速插入梳子,室温静止15min,拔出梳子后即可用于后续实验;

2)电泳:取高温变性后的蛋白样品,每孔加入蛋白总量约为40μg进行上样,随后加入电泳液后电泳分离蛋白,电泳条件为80v,30min;120v,60min;

3)转膜:电泳结束后,轻轻撬开玻璃板,去除浓缩胶,留下分离胶后,以三明治的形式按照“滤纸-nc膜-分离胶-滤纸”顺序夹紧,再插入湿转架上,灌入足够量湿转液,即可开始湿转。注意分离胶与nc膜之间不能有气泡产生,电源接入注意正负极区分,转膜条件一般为恒流320ma,1-2h,可根据目的蛋白分子量不同调整转膜时间。

4)封闭:转膜结束后,打开夹子,弃去分离胶,取出nc膜,将其放入5%新配置的脱脂奶粉溶液中,置于平行摇床上室温封闭1h;

5)一抗孵育:封闭结束后,按照目的蛋白不同分子量剪切目的条带,注意一般一张膜尽量只剪切一个目的蛋白。tbst缓冲液摇床上洗3次,每次10min。按照抗体说明书稀释比例稀释抗体,将目的条带放于对应抗体稀释液的抗体孵育盒中,4℃孵育过夜;

6)二抗孵育:次日,取出目的蛋白条带,用tbst蛋白缓冲液摇床清洗3次,每次10min。按照一抗种属来源选择二抗。将目的条带放入对应的二抗稀释液中,摇床上缓慢摇动孵育1h;

7)显影:二抗孵育结束后,用tbst溶液洗涤目的蛋白条带3次,每次10min。同时,配置ecl化学发光液,将洗涤完毕的目的蛋白条带放入凝胶成像仪中,在避光条件下,加入发光液于条带表明,使所有发光液能均匀分散,孵育1min后,调整好显影仪进行曝光成像。

表1不同浓度分离胶的最佳分离范围

表2分离胶配制方法

表35%浓缩胶配置方法

三、实验结果

1、光亲和标记技术法pulldown靶蛋白

为了鉴别前期发现的补骨脂活性成分补骨脂宁的作用靶标,阐明补骨脂宁是如何抑制srebps的转录活性,并为后期结构优化等工作提供依据。本课题组通过光亲和标记技术,将补骨脂宁连接到磁珠上(补骨脂宁-beads),与肝脏匀浆孵育,用离心的方法将与compounda-beads结合的蛋白分离出来,洗脱后经蛋白质谱鉴定。另外,通过加入compounda作为竞争剂,与compounda-beads竞争结合靶蛋白,这样,compounda-beads结合的蛋白大多为非特异结合的背景,通过对比,我们成功鉴定出补骨脂中活性成分补骨脂宁的作用靶点为hsp90ab1。

2、化合物补骨脂宁与hsp90ab1的分子相互作用

利用微量热涌动(mst)技术检测大分子蛋白质与小分子化合物之间的相互作用。我们使用hsp90的经典抑制剂17-aag作为本实验的阳性化合物,通过分子克隆实验重组并纯化得到egfp-hsp90ab1蛋白。egfp-hsp90ab1可与17-agg发生相互作用,并且通过模拟计算出其结合解离常数kd为266.09±65.76nm(图1),这一数据与以往文献报道的数值接近。因此,我们认为此评价系统可靠。然后,我们利用此系统考察重组蛋白egfp-hsp90ab1与补骨脂宁之间相互作用,结果与17-aag类似,补骨脂宁同样可以与egfp-hsp90ab1蛋白发生相互作用,且其结合解离常数为24.65±10.16nm(图2),这一数值比17-aag的解离常数低了10倍以上。说明补骨脂宁可与hsp90ab1相互结合且结合能力比阳性化合物17-aag强10倍。

在明确补骨脂宁与hsp90ab1结合的结合位点后,我们进一步分析补骨脂宁构效关系。首先,基于补骨脂宁的化学结构,对其酚羟基进行修饰转变成为甲氧基,并将此化合物命名为compounda。通过mst实验发现compounda几乎不能与hsp90ab1结合(图3),表明补骨脂宁酚羟基的重要性。而修饰后的另一个化合物neobavaisoflavone仍可与hsp90ab1结合,其解离常数为37.24±47.84nm(图4)。

3、化合物补骨脂宁对hsp90ab1下游蛋白表达的抑制作用

上述试验证明补骨脂宁可以与hsp90ab1有效结合。为了确定补骨脂宁与hsp90ab1结合后对hsp90ab1是否是抑制作用,课题组测定了补骨脂宁干预对hsp90ab1下游客户蛋白akt的影响。如果补骨脂宁与hsp90ab1结合后对hsp90ab1是抑制作用,则必然会导致其下游客户蛋白akt不稳定,其磷酸化akt会被去磷酸化,进而p-akt减少。westernblot结果如图5、6所示,补骨脂宁干预后细胞中p-akt显著降低,且呈时间-剂量依赖性。

综上可见,补骨脂宁为hsp90ab1的有效抑制剂,可以用于制备抑制hsp90ab1的药物制剂。该药物制剂含有补骨脂宁或其药用盐或其前药,还含有药学上可以接受的载体或赋形剂,制成药学上可以接受的剂型;药学上可以接受的载体或赋形剂包括一种或多种固体、半固体或液体辅料;药学上可以接受的剂型包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、注射剂、丸剂、糖浆剂、散剂、膏剂。

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