一种多肽在制备治疗或预防糖尿病性心肌病药物中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多肽及其衍生物在制备治疗和/或预防糖尿病性心肌病药物中 的应用。
【背景技术】
[0002] 糖尿病是严重威胁人类健康的内分泌代谢紊乱疾病，以高血糖、高血脂为主要 特征。其中2型糖尿病发病率占糖尿病患者90%以上，表现为胰岛素抵抗，并伴有糖尿 病并发症的发生，继发于糖尿病的心血管并发症是导致糖尿病患者死亡的首要原因。流 行病学调查发现，糖尿病患者有70-80%死于心血管并发症。糖尿病性心肌病（diabetic cardiomyopathy，DCM)是糖尿病患者的主要心脏并发症，该病由代谢紊乱及微血管病变引 发心肌广泛灶性坏死及纤维化进而导致心脏重构，并最终发展为心功能异常和心力衰竭。
[0003] 糖尿病性心肌病的发病机制与胰岛素抵抗密切相关，与正常人群相比，糖尿病心 肌病患者表现出明显的胰岛素抵抗；机体对胰岛素的敏感性降低可以诱发明显的高血压、 左心室肥厚和功能障碍，进而引发心力衰竭。Ozcan等人证实内质网应激（ERS)异常是引起 胰岛素抵抗，诱发糖尿病的重要途径，抑制ERS可以显著增加肝脏、肌肉和脂肪组织对胰岛 素的敏感性，改善糖尿病和肥胖。自噬被认为具有维持内质网功能和稳态的作用，自噬受损 会引起ERS。
[0004]自噬是生物进化过程中产生的一种细胞蛋白和细胞器的循环利用机制，参与多种 疾病如神经退行性疾病、癌症及心脏疾病等的病理过程。自噬过程广泛存在于正常的生理 过程中，作为细胞对不良环境的一种防御机制，参与内质网应激引起的异常蛋白和受损细 胞器的降解、炎症和氧自由基的清除以维持正常细胞稳态；但是自噬过度往往会导致胞内 重要组分被降解，细胞发生死亡，因此自噬也被认为是另一种形式的程序性细胞死亡。无论 是自噬过度还是自噬不足都可能导致疾病发生。在正常心脏中，存在着低水平的自噬活动， 若自噬缺陷可引起心功能不全甚至心力衰竭。
[0005] TRB3 (Tribbles Homologue3)是Tribbles同源蛋白家族成员之一，最早在果蝇中 被鉴定到，并发现该蛋白能抑制有丝分裂，调节发育过程中细胞的增殖、迁移及形态形成。 在哺乳动物中，有三种Tribbles同源蛋白：TRB1，TRB2和TRB3,它们都是假激酶蛋白家族 成员。这三种蛋白都含有Ser/Thr蛋白激酶样结构域（Kinase like domain, KD)，但却缺乏 ATP的结合位点和催化残基，因此没有激酶活性。尽管如此，Tribbles蛋白却具有接头蛋 白样的功能，参与多种蛋白复合体的组装。在哺乳动物Tribbles家族成员中，TRB3的研究 最为深入，其相互作用蛋白包括转录因子、泛素连接酶、细胞膜上II型BMP受体以及MAPK、 PI3K信号通路成员。通过与这些蛋白相互作用，TRB3参与了糖脂代谢、脂肪细胞分化、凋 亡、应激和胶原表达等的调控。
[0006] 肿瘤细胞内TRB3的过度表达能降低自噬关键性抑制因子mTOR蛋白水平，并抑 制多个自噬相关蛋白，例如II型LC3、Becline-1、PI3K3C表达增多，进而造成自噬相关货 车蛋白P62产生堆积，证明肿瘤细胞内TRB3表达能诱导自噬受到抑制。P62是反映自噬 动态过程的重要指标，作为"货车蛋白"，P62蛋白结构域中的泛素相关结构域（Ubiquitin associated domain, UBA)能与泛素化蛋白（Ubiquitin, Ub)结合，并把它们募集到自噬体 膜上与LC3结合，这个过程主要通过P62蛋白的LIR (LC3-Interacting Region，LIR)结构 域与LC3结合，介导泛素化蛋白的降解，P62的表达水平也随之降低。自噬受到抑制时，P62 与其结合的泛素化蛋白不能及时降解，在胞浆内堆积而表达升高。肿瘤细胞内的TRB3主要 与P62蛋白发生相互作用，进而阻断其他泛素化蛋白与P62蛋白的结合，造成自噬通路被抑 制，诱导肿瘤细胞的发生和转移。
[0007] 近来的研究证据表明，TRB3在糖尿病性心肌病的发生、发展过程中都具有重要的 调节作用。链脲菌素（STZ)诱导的2型糖尿病小鼠心脏组织中TRB3的表达明显升高，TRB3 可通过抑制Akt活性干扰胰岛素信号通路，引发2型糖尿病小鼠心脏组织炎症和纤维化，沉 默TRB3可以显著改善糖尿病小鼠心脏肥厚和组织胶原沉积。Tang等人也发现糖基化终产 物（AGEs)激活TRB3/MAPK信号通路介导的I型和III型胶原表达，参与糖尿病性心肌病组 织纤维化的发生。因此，研究和开发TRB3蛋白的抑制剂，或者阻断其与P62蛋白结合的物 质，将为糖尿病性心肌病的临床治疗提供有效且崭新的手段。
【发明内容】
[0008] 本发明所要解决的技术问题是针对目前缺乏能有效利用的TRB3蛋白抑制剂的现 状，而提供一种能特异性结合TRB3的多肽及其在制备治疗和/或预防糖尿病性心肌病的药 物中的应用。
[0009] 本发明提供的技术方案是：一种可特异性结合TRB3的多肽或所述多肽的衍生物 在制备治疗和/或预防糖尿病性心肌病的药物中的应用；
[0010] 所述的多肽的氨基酸序列为如SEQ ID NO :1、SEQ ID NO :2和SEQ ID NO :3所示 序列中的任一种；
[0011] 所述多肽的衍生物为所述多肽与细胞穿膜肽接连所形成的嵌合肽。
[0012] 本发明中，所述的如SEQ ID NO :1、SEQ ID NO :2和SEQ ID NO :3所示的氨基酸 序列中，可适当引入氨基酸替换，缺失或添加，只要改变后的氨基酸序列仍然能够形成能与 TRB3特异性结合的多肽且该多肽仍然保持改变前的活性即可。
[0013] 本发明中，所述的细胞穿膜肽为本领域常规所述的细胞穿膜肽，只要其能辅 助将所述多肽送入细胞以发挥作用即可，一般而言，所述的细胞穿膜肽为由10~30 个氨基酸组成的短肽分子。所述的细胞穿膜肽较佳地为Pep2多肽，其氨基酸序列 如SEQ ID NO :4所示；即在本发明中，所述的多肽衍生物较佳地为以P印2多肽连接 如SEQ ID NO :1、SEQ ID NO :2和SEQ ID NO :3所示序列中的任一种多肽后所形成的 嵌合多肽。所述的细胞穿膜肽还可以为HIV-I病毒反转录激活因子（Trans-activator transcription，Tat)蛋白的 TAT 肽（YGRKKRRQRRR，其氨基酸序列如 SEQ ID :5 所示)、 果蝇触角同源异型蛋白的转录因子Antp肽（RQIKIWFQNRRMKWKK，其氨基酸序列如SEQ ID :6 所示）、P印-1 肽（KETWWETffffTEWSQPKKKRKV，其氨基酸序列如 SEQ ID :7 所示）、MPG 肽（GALFLGFLGAAGSTMGAWSQPKSKRKV，其氨基酸序列如 SEQ ID :8 所示）和 RGD 肽（Ar g-Gly-Asp，其氨基酸序列如SEQ ID N0:9所示）中的任一种或多种。所述细胞穿膜肽较佳 地连接在所述多肽的N端或者C端，更佳的是N端。
[0014] 本发明所述多肽及其衍生物可以作为活性成分用于制备预防和/或治疗糖尿病 性心肌病的药物。所述的"活性成分"是指具有预防和/或治疗糖尿病性心肌病功能的化合 物，即所述多肽或所述多肽的衍生物用于制备预防和/或治疗糖尿病性心肌病的药物。在 该药物中，所述多肽或所述多肽的衍生物可以单独作为活性成分，也可以和其他化合物一 起作为活性成分。
[0015] 本发明中，所述的药物可以包含生理学或药学上可接受的载体，所述的载体可以 为任意合适的生理学或药学上可接受的药物辅料，较佳地选自壳聚糖及其衍生物、卡波姆 和脂质体中的一种或多种。因此，在本发明中，所述的多肽或所述多肽的衍生物较佳地与 所述药物辅料组成药物组合物。所述的药物组合物的剂型可以为本领域常规所述的各种 剂型，较佳地是固体、半固体或液体的形式，可以是水溶液、非水溶液或混悬液，更佳地是片 剂、胶囊、颗粒剂、注射剂或输注剂等。所述药物组合物的给药途径较佳地为注射给药或口 服给药，所述注射给药较佳地包括：静脉注射、肌肉注射、腹腔注射、皮内注射或皮下注射途 径给药。
[0016] 本发明所述的药物组合物在治疗时的使用剂量根据患者的年龄和病情而定，使用 剂量较佳地为0. 1~15mg/kg，更佳地为5~10mg/kg，最优选为5mg/kg，给药次数较佳地为 一天一次或数次。
[0017] 本发明中，所述的糖尿病性心肌病能够引发多种病症，本发明所述的多肽或所述 多肽的衍生物能够针对性地治疗该些病症，所述病症较佳地为糖尿病性心肌病引起的心室 异常重构，或者，较佳地为糖尿病性心肌病引起的心力衰竭，或者，较佳地为糖尿病性心肌 病引起的心脏组织纤维化。
[0018] 本发明中，所述的糖尿病性心肌病较佳地为由胰岛素抵抗导致的糖尿病性心肌 病。
[0019] 在预防或治疗糖尿病性心肌病时，本发明所述的药物组合物可以单独使用或者和 其他药物联合使用。
[0020] 在符合本领域常识的基础上，上述的各优选条件可任意组合，即得本发明各较佳 实例。
[0021] 本发明所用试剂和原料除特别说明之外，均市售可得。
[0022] 本发明的积极进步效果在于：本发明的多肽或多肽衍生物能够特异性地与TRB3 结合，从而阻断TRB3与P62蛋白的相互作用，该肽段的衍生物P印2-A1，P印2-A2, P印2-A3 可以治疗高脂饮食诱导的2型糖尿病，效果非常显著。
【附图说明】
[0023] 图1为免疫共沉淀方法验证在心肌细胞中P62蛋白与TRB3蛋白之间存在相互作 用的结果图。
[0024] 图2为STZ加高脂饮食诱导糖尿病性心肌病小鼠模型制备、动物分组、Pep2_Al、 P印2_A2、P印2-A3多肽给药安排。
[0025] 图3 :P印2-A1、P印2-A2或P印2-A3多肽对STZ加高脂饮食诱导糖尿病性心肌病 小鼠心室壁厚度和心功能的影响。从左到右，从上到下依次为对照组、模型组、P印2-A1、 P印2-A2、P印2-A3多肽给药组小鼠的典型超声心动图。
[0026] 图4:P印2_A1、P印2-A2或P印2-A3多肽对STZ加高脂饮食诱导糖