己糖激酶2特異性抑制劑在急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病中的應(yīng)用技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，涉及己糖激酶特異性抑制劑在防治急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病中的應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)首次發(fā)現(xiàn)己糖激酶2特異性抑制劑以及選擇性基因敲低己糖激酶2均可通過抑制小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，有效減輕大鼠中腦動(dòng)脈栓塞所造成的腦損傷，表明各種選擇性抑制己糖激酶2的藥物具備神經(jīng)保護(hù)作用。

Application of hexokinase 2 specific inhibitors in acute central nervous system injury diseases

The invention belongs to the field of biological medicine and relates to the application of hexokinase specific inhibitors in the prevention and treatment of acute central nervous system injury diseases. The present invention found that hexokinase 2 specific inhibitors and selective knockdown of hexokinase 2 can neuroinflammatory response inhibition of microglial cells for the first time, effectively reduce the brain damage of rats caused by middle cerebral artery embolism, show that drug selective inhibition of hexokinase 2 has neuroprotective effect.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
己糖激酶2特異性抑制劑在急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病中的應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域，涉及己糖激酶2特異性抑制劑等在防治急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病中的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
腦卒中又稱腦中風(fēng)，是一種急性腦血管疾病，是由于腦部血管突然破裂或因血管堵塞導(dǎo)致腦血流減少而引起腦組織損傷的一種疾病，包括缺血性和出血性腦中風(fēng)，其中缺血性腦中風(fēng)占總病例的85%左右。目前組織型纖溶酶原激活劑（t-PA）是FDA批準(zhǔn)用于抗中風(fēng)的藥物。但t-PA只適用于中風(fēng)發(fā)生后的3-6小時(shí)內(nèi)，同時(shí)患者接受治療后也存在腦出血和腦水腫的風(fēng)險(xiǎn)，這些缺陷使得t-PA的應(yīng)用十分受限，并且受益患者也非常少。因此安全有效的能用于急性缺血性腦中風(fēng)防治的藥物顯得備受期待。急性缺血性腦卒中后免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是一個(gè)被廣泛研究的治療靶點(diǎn)。但目前以此機(jī)制為治療靶點(diǎn)的藥物在臨床試驗(yàn)中的結(jié)果并不理想。例如：芬戈莫德（Fingolimod）和那他珠單抗（Natalizumab）這些針對外周免疫系統(tǒng)炎癥反應(yīng)的藥物盡管可有效抑制淋巴細(xì)胞向腦實(shí)質(zhì)的滲透，但臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示接收治療后并不能使得中風(fēng)患者群體受益。因此，對缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞所介導(dǎo)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)進(jìn)行深入探索可望為急性缺血性腦卒中的防治提供新的治療靶點(diǎn)和策略。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的專利技術(shù)人通過篩選獲得了一系列糖酵解通路基因，鑒定出己糖激酶2的選擇性上調(diào)介導(dǎo)了缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程。專利技術(shù)人證實(shí)，具有己糖激酶2選擇性抑制活性的一系列生物活性物質(zhì)可抑制缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程。而且，專利技術(shù)人還發(fā)現(xiàn)，己糖激酶1和己糖激酶3干擾不能抑制缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程。因此，本專利技術(shù)一方面提供己糖激酶2特異性抑制劑在制備預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的藥物中的應(yīng)用。本專利技術(shù)另一方面提供包含己糖激酶2特異性抑制劑的組合物在制備預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的藥物中的應(yīng)用。本專利技術(shù)再一方面提供一種預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的方法，所述方法包括向有需要的對象施用預(yù)防有效量或治療有效量的己糖激酶2特異性抑制劑或包含己糖激酶2特異性抑制劑的組合物。本專利技術(shù)發(fā)現(xiàn)了己糖激酶2特異性抑制劑在防治急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病中的神經(jīng)保護(hù)作用。細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明選擇性己糖激酶2上調(diào)表達(dá)調(diào)控了缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程以及缺血后小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，而己糖激酶2選擇性抑制劑和基因敲低都可顯著抑制小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。附圖說明圖1：缺氧所引起的糖酵解通路的增強(qiáng)對于小膠質(zhì)細(xì)胞的激活是必須的。圖2：缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活過程涉及到己糖激酶家族成員的上調(diào)表達(dá)。圖3：己糖激酶2干擾能有效抑制由缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程。圖4：己糖激酶1和己糖激酶3干擾不能抑制缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程。圖5：丙酮酸激酶M2亞型（PKM2）干擾不能抑制缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程。圖6：己糖激酶2抑制劑氯尼達(dá)明能有效抑制由缺氧誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞的激活過程。圖7：己糖激酶2的上調(diào)表達(dá)導(dǎo)致組蛋白乙酰化的增加和促炎細(xì)胞因子Il1b的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。圖8：氯尼達(dá)明有效保護(hù)大鼠免于中腦動(dòng)脈梗塞所造成的腦損傷。圖9：體內(nèi)基因敲低己糖激酶2有效保護(hù)大鼠免于中腦動(dòng)脈梗塞所造成的腦損傷。具體實(shí)施方式以下實(shí)施方式是對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明，但本專利技術(shù)的實(shí)施方式不局限于以下的實(shí)施例介紹，凡依照本專利技術(shù)的原理或理念所作的等同的變化或變通都應(yīng)視為本專利技術(shù)保護(hù)的范疇。在一個(gè)方面，本專利技術(shù)提供一種己糖激酶2特異性抑制劑在制備預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的藥物中的應(yīng)用。所述己糖激酶2特異性抑制劑是指能夠特異性或選擇性抑制己糖激酶2（也稱為己糖激酶II或HK2）的生物學(xué)活性的物質(zhì)。在一些實(shí)施方式中，所述己糖激酶2特異性抑制劑包括己糖激酶2的抗體或其片段。所述抗體是指能夠特異性結(jié)合至己糖激酶2并抑制或淬滅己糖激酶2的活性的蛋白質(zhì)。抗體的片段可包括例如Fab、Fab'、(Fab')2和Fv。抗體或其片段的生產(chǎn)及純化在本領(lǐng)域是已知的。在一些實(shí)施方式中，本專利技術(shù)所述的己糖激酶2抗體還可以編碼該抗體的氨基酸序列、核苷酸序列、包含該核苷酸序列或氨基酸序列的表達(dá)載體的形式存在。在一些實(shí)施方式中，本專利技術(shù)所述的己糖激酶2抗體還可以融合蛋白的形式存在于表達(dá)載體或宿主細(xì)胞中。在一些實(shí)施方式中，所述己糖激酶2特異性抑制劑包括能夠特異性抑制己糖激酶2的mRNA翻譯的物質(zhì)，或能夠特異性降解己糖激酶2的mRNA的物質(zhì)，例如siRNA，shRNA、miRNA或其修飾物，從而通過RNAi機(jī)制干擾己糖激酶2的合成。siRNA，shRNA或miRNA可通過體外合成技術(shù)獲得，這在本領(lǐng)域是熟知的。在一些實(shí)施方式中，本專利技術(shù)所述siRNA，shRNA或miRNA存在于特定載體中，例如細(xì)胞中。在一些實(shí)施方式中，所述急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病是指由急性缺血或缺氧引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的疾病或病癥，包括但不限于，急性脊柱損傷、腦外傷、視網(wǎng)膜損傷、缺氧性腦損傷、急性缺血性腦損傷、缺血性腦卒中、缺氧性腦卒中、新生兒缺氧缺血性腦病、中毒性腦病、急性腦梗塞、腔隙性腦梗死、短暫性腦缺血發(fā)作、重型顱腦損傷、腦脊髓手術(shù)和腦脊髓放療等導(dǎo)致的腦、脊髓神經(jīng)損傷。在另一個(gè)方面，本專利技術(shù)提供包含己糖激酶2特異性抑制劑的組合物在制備預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的藥物中的應(yīng)用。在一些實(shí)施方式中，所述組合物中所包含的己糖激酶2特異性抑制劑如上所述，并且該組合物還可包含其他己糖激酶2抑制劑。所述其他己糖激酶2抑制劑包括但不限于，2-脫氧葡萄糖；氯尼達(dá)明（Lonidamine）；3-溴丙酮酸（bromopyruvicacid）；6-磷酸葡萄糖（glucose6-phosphate）；伊馬替尼（Imatinib）；5-硫代葡萄糖（5-thio-glucose）；茉莉酮酸甲酯（methyljasmonate）。本專利技術(shù)再一方面提供一種預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的方法，所述方法包括向有需要的對象施用預(yù)防有效量或治療有效量的己糖激酶2特異性抑制劑或包含己糖激酶2特異性抑制劑的組合物。在一些實(shí)施方式中，所述對象是指哺乳動(dòng)物對象，例如人類。所述施用是指通過皮下、經(jīng)皮、肌內(nèi)、靜脈內(nèi)、動(dòng)脈內(nèi)、舌下、口腔、胃腸道等給藥方式將藥物用于例如人體。在一些實(shí)施方式中，可通過基因療法將己糖激酶2特異性抑制劑（例如核酸形式）施用至被治療或預(yù)防的對象。本專利技術(shù)再一方面提供一種預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的方法，所述方法包括有此需要的對象體內(nèi)選擇性或特異性降低或滅活己糖激酶2的活性。所述降低或滅活己糖激酶的活性可通過例如基因工程手段降低或消除己糖激酶2蛋白質(zhì)的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)。一個(gè)示例性的手段為通過定點(diǎn)突變改變己糖激酶2編碼核苷酸的序列。另一個(gè)示例性的手段為通過RNAi技術(shù)干擾己糖激酶2的mRNA的翻譯過程。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的在細(xì)胞內(nèi)降低特定蛋白質(zhì)表達(dá)的方法預(yù)期都可以用于本專利技術(shù)的方法中。在沒有特別指明的情況下，本專利技術(shù)采用的材料及實(shí)驗(yàn)方法為常規(guī)材料及方法。實(shí)施例1缺氧所引起的糖酵解通路的增強(qiáng)對于小膠質(zhì)細(xì)胞的激活是必須的材料：小鼠BV2小膠質(zhì)細(xì)胞株，高糖DMEM培養(yǎng)基(Gibco,11965-118)，胎牛血清(Gibco,10099-141)，2-脫本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種己糖激酶2特異性抑制劑在制備預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的藥物中的應(yīng)用。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種己糖激酶2特異性抑制劑在制備預(yù)防和治療急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病的藥物中的應(yīng)用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述己糖激酶2特異性抑制劑為己糖激酶2的抗體或其片段、或干擾己糖激酶2的mRNA的siRNA、shRNA、miRNA或其修飾物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中所述己糖激酶2的抗體以編碼該抗體的氨基酸序列、核苷酸序列、或包含該核苷酸序列或氨基酸序列的表達(dá)載體的形式存在。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其中所述己糖激酶2抗體以融合蛋白的形式存在于表達(dá)載體或宿主細(xì)胞中。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其中所述抗體的片段為Fab、Fab'、(Fab')2或Fv。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其中所述siRNA、shRNA、miRNA或其修飾物存在于特定的載體中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其中所述急...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李媛，銀巍，盧秉政，盛龍祥，陳文禮，蘇興文，孫虹嘉琪，陳玉嬪，薛冬冬，顏光美，
申請(專利權(quán))人：中山大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44