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发动蛋白环稳定剂的用途制作方法

  • 专利名称
    发动蛋白环稳定剂的用途制作方法
  • 发明者
    P.J.鲁滨逊, S.塞弗
  • 公开日
    2012年5月30日
  • 申请日期
    2010年5月21日
  • 优先权日
    2009年5月21日
  • 申请人
    儿童医疗研究院, 通用医疗公司
  • 文档编号
    A61K31/275GK102481280SQ201080033320
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种用于在细胞中促进发动蛋白环的形成和/或维持发动蛋白环的方法,该方法包括用有效量的一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐来处理该细胞2.根据权利要求1所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是一种螺旋发动蛋白GTP酶抑制剂3.根据权利要求1或2所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂不是发动蛋白GTP酶活性的抑制剂4.根据权利要求1至3中任何一项所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是一种促进发动蛋白环形成的化合物5.根据权利要求1至4中任何一项所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是一种抑制发动蛋白环去组装的化合物6.根据权利要求1至5中任何一项所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是选自下组, 该组由以下各项组成螺旋发动蛋白GTP酶抑制剂类、二聚体的酪氨酸磷酸化抑制剂类、二聚体的苯亚甲基丙二腈酪氨酸磷酸化抑制剂类、亚氨基色烯类、单体的酪氨酸磷酸化抑制剂以及3-取代的萘-2-羧酸(苯亚甲基)酰胼类7.一种用于预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症的方法,包括向需要该方法的个体给予有效量的至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的药物前体或药学上可接受的盐8.根据权利要求7所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是一种螺旋发动蛋白GTP酶抑制剂9.根据权利要求7或8所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂不是发动蛋白GTP酶活性抑制剂10.根据权利要求7至9中任何一项所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是一种促进发动蛋白环形成的化合物11.根据权利要求7至10中任何一项所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是一种抑制发动蛋白环去组装的化合物12.根据权利要求7至11中任何一项所述的方法,其中该发动蛋白环稳定剂是选自下组,该组由以下各项组成螺旋发动蛋白GTP酶抑制剂类、二聚体的酪氨酸磷酸化抑制剂类、二聚体的苯亚甲基丙二腈酪氨酸磷酸化抑制剂类、亚氨基色烯类、单体的酪氨酸磷酸化抑制剂以及3-取代的萘-2-羧酸(苯亚甲基)酰胼类13.根据权利要求7至12中任何一项所述的方法,其中该肾脏疾病或病症是选自下组, 该组由以下各项组成肾病综合征、慢性肾脏疾病、肾小球疾病、肾小球功能障碍、包括感染后性肾小球肾炎以及系膜增生性肾小球肾炎在内的肾小球肾炎、包括糖尿病性肾病变的肾病、包括足细胞损害以及足细胞损伤的足细胞功能障碍、足细胞病、足细胞足突消失、弥漫性系膜硬化、先天性肾病综合征(例如,芬兰型先天性肾病综合征(CNSF))、阿尔波特氏综合征以及变异体(Alport+)、微小病变性疾病、局灶性节段性肾小球硬化(FSGQ、塌陷性肾小球性肾病、免疫性和炎性肾小球性肾病、高血压性肾病、以及年龄相关的肾小球性肾病14.根据权利要求13所述的方法,其中该疾病或病症是选自肾病综合征、慢性肾脏疾病、肾小球疾病、足细胞功能障碍、以及足细胞足突消失15.一种用于预防或治疗足细胞功能障碍的方法,包括用有效量的至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐处理足细胞16.根据权利要求15所述的方法,其中该足细胞功能障碍的特征在于该足细胞足突消失17.根据权利要求15或16所述的方法,其中用该发动蛋白环稳定剂处理该足细胞以维持和/或诱导足细胞足突的形成18.一种用于在细胞中诱导黏着斑和/或肌动蛋白细胞骨架的方法,包括用有效量的至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐处理该足细胞19.根据权利要求18所述的方法,其中用该发动蛋白环稳定剂处理该细胞以诱导肌动蛋白应力纤维的形成20.一种对用作发动蛋白环抑制剂的测试试剂进行筛选的方法,包括提供该测试试剂;在适合于促进发动蛋白环形成的条件下将该测试试剂与发动蛋白一起温育;并且评估该测试试剂是否促进了发动蛋白环的累积和/或抑制发动蛋白环的去组装,而这种发动蛋白环的累积和/或抑制发动蛋白环的去组装增加了基础发动蛋白GTP酶的活性21.根据权利要求20所述的方法,其中该发动蛋白抑制剂是否促进发动蛋白环的累积或抑制发动蛋白环的去组装的评估涉及对基础发动蛋白GTP酶活性的增加进行测定22.根据权利要求20所述的方法,包括用该发动蛋白抑制剂处理足细胞以评估发动蛋白环是否在该足细胞中保留和/或累积23.根据权利要求22所述的方法,其中发动蛋白环是否累积在足细胞中的评估是通过确定该发动蛋白抑制剂是否诱导足细胞足突的形成来评定的24.一种用于在细胞中促进发动蛋白环形成和/或维持发动蛋白环的发动蛋白环稳定齐U,或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐25.一种用于预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症的发动蛋白环稳定剂,或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐26.至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐在制造一种药物中的用途,该药物用于在对其有需要的个体的细胞中促进发动蛋白环形成和/或维持发动蛋白环27.至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐用于预防或治疗一种以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症的用途28.至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐在制造一种药物中的用途,该药物用于预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症
  • 技术领域
    本发明涉及在此称为“发动蛋白环稳定剂”的一类试剂用于在细胞中促进形成和 /或维持稳定的发动蛋白环的用途本发明在预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症方面具有特定应用
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    已经发现双特异性发动蛋白调节剂的一个亚组存在于范围更广的发动蛋白抑制剂组中该亚组中的化合物是“发动蛋白环稳定剂”,因为它们抑制了发动蛋白环的去组装,由此延长了发动蛋白环的寿命并且促进了发动蛋白环的聚积这与以下事实相一致,即已知GTP水解促进了发动蛋白去组装(Sever et al. 2006)然而,尽管这些化合物使螺旋发动蛋白的GTP酶活性降低很多,它们可同时增加单个发动蛋白环的基础GTP酶活性发动蛋白环是寡聚发动蛋白的单个旋转,或者在螺旋发动蛋白(发动蛋白螺旋)的情况下是该螺旋的单个旋转首先在体外观察到发动蛋白环(Hinshaw and Schmid. 1995)它们通常外径约50nm,内径约30nm,并且这些环可以是开放的或关闭的 螺旋发动蛋白也已知是一种发动蛋白螺旋、纳米弹簧、螺旋体或“环的堆叠”(Stowell et al. 1999)冷冻电子显微镜术表明发动蛋白环的大小是可变的,并且可以包括13-15个不对称的重复的发动蛋白单元,提示螺旋发动蛋白的一个单环包括26-30个发动蛋白分子 (发动蛋白单元)Chang and Hinshaw. 2001)然而,因为该环直径可变动,这些数字并不固定在本发明所实施的方法中有用的发动蛋白环稳定剂可以是例如选自下组,该组由以下各项组成如以下进一步说明的螺旋发动蛋白GTP酶抑制剂、单体的酪氨酸磷酸化抑制剂、二聚体的酪氨酸磷酸化抑制剂并且尤其是二聚体的苯亚甲基丙二腈酪氨酸磷酸化抑制剂、亚氨基色烯、3-取代的萘-2-羧酸(苯亚甲基)酰胼、多肽以及肽可以根据本发明的实施方案找到的作为发动蛋白环稳定剂而使用的适当的二聚体苯亚甲基丙二腈酪氨酸磷酸化抑制剂(Bis-T)以及相关化合物,在国际专利申请号PCT/ AU2004/001624(W0 2005/049009)以及Hill et al. 2005中进行了说明,其全部内容以其整体结合在此双-酪氨酸磷酸化抑制剂-22 (Bis-T-22)是一种此类的二聚体酪氨酸磷酸化抑制齐U,并且当用磷脂酰丝氨酸(p 脂质体激活发动蛋白以组装成柔性螺旋时它是发动蛋白的一种体外有效的抑制剂当缺少PS脂质体时,发动蛋白仅能组装成单环出人意料地是, 虽然Bis-T-22抑制了螺旋发动蛋白的活性,它还通过阻止发动蛋白环去组装,独特地是同时刺激基础发动蛋白GTP酶活性Bis-T-22的结构显示如下Bis-T具有与Bis-T-22相同的结构,但是在每个末端苯基的C5碳原子上具有一个额外的羟基取代基
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  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:发动蛋白环稳定剂的用途的制作方法全世界,慢性肾脏疾病(CKD)的流行正以惊人的速度发展。美国、澳大利亚、日本和欧洲的总人口中有11%患有此病。II型糖尿病以及与其相关的肾脏并发症同时也稳定增加,在印度、中国以及东南亚尤为如此,并且肾脏相关疾病目前还没有治疗方案以及应对之策。组织学和遗传学数据强有力地暗示了肾小球疾病中的足细胞功能障碍(Susztak and Bottinger 2006 ;Tryggvason et al. 2006)。表明足细胞功能障碍的最早期事件之一是足突(FP)以及裂孔隔膜的破坏,这被认为造成了足突融合以及蛋白尿(Susztak and BOttinger2006)。在大多数CKD病例中,最早的临床症状是蛋白尿。如果足细胞内的这些早期结构变化未逆转,就会出现进行性的严重损害,这会导致足细胞从肾小球基底膜(GBM)脱落。这会造成尿腔瘢痕化、闭塞,并出现节段性肾小球硬化和晚期肾衰竭。在足突(FP)消失过程中,连接裂孔隔膜、顶区以及终板的肌动蛋白细胞骨架出现重排是一个常见特点。因此,更好地理解在健康和疾病情况下控制足突形成的机理对于设计出更好的早期诊断和治疗方法(它们在永久性损害仍有可能预防时进行干预)是至关重要的。肾脏过滤发生在肾小球内,肾小球这种特异性结构保证了肾脏过滤的选择性,这样使得水、电解质和废物通过此部位进入尿腔中,而至关重要的血浆蛋白则保留在血液中。 肾小球功能障碍的一个表现是蛋白丢失进入尿液中(称为蛋白尿)或肾病综合征(定义为蛋白损失超过3.5克/天)。蛋白尿通常会导致进行性肾衰竭,最终需要透析或肾移植。足细胞与GBM和肾小球上皮细胞一起形成了肾脏通透性屏障的一个关键部分。足细胞的功能取决于一种复杂的细胞结构,该结构包括一个细胞体、主突以及如上说明的足突(FP)。一个足细胞的FP与其近邻细胞的FP相互交错,并且邻近足突之间的细胞间隙通过裂孔隔膜桥联,该裂孔隔膜包含肾病蛋白(nephrin),该蛋白也代表着防止蛋白损失的最后屏障。因此,足细胞损伤与蛋白尿是紧密相关的。足细胞的FP包含一种精细并动态的、以肌动蛋白为基础的细胞骨架,它对于膜形态发生以及在肾脏中建立并维持滤过屏障是至关重要的(Faul et al. 2007)。FP含有一种以微丝为基础的收缩系统,该系统包括肌动蛋白、肌球蛋白II、α-辅肌动蛋白、踝蛋白、以及黏着斑蛋白,该系统在黏着斑上通过一种整联蛋白α 3β 1复合体与GBM相连接(Faul et al. 2007) 0 FP的肌动蛋白通过两种主要形式发挥作用一种由短且分支的肌动蛋白丝所构成的足体样皮层网络,以及由占据FP中心位置的肌动蛋白肌球蛋白核心所组成的应力纤维(Ichimura et al. 2003)。FP结构似乎被优化用于恒定的肌动蛋白驱动的形态重排,这些重排对肾小球过滤至关重要(Moeller and Holzman 2006)。4大多数蛋白尿和肾病综合征涉及到足细胞膜延伸程度减少以及足细胞的FP转化成细胞质的一个条带(即,FP消失)。FP形态的变化主要由肌动蛋白细胞骨架的重组来驱动,此细胞骨架在足细胞足突的底部凝聚成一条粗束。多种蛋白直接地或间接地改变了足细胞细胞的骨架组织。例如,α -辅肌动蛋白-4的突变引起一种迟发型的局灶性节段性肾小球硬化(FSGS),这显示出结构性肌动蛋白结合蛋白对于足细胞功能的重要性(Kaplan et al.2000)。由裂孔隔膜处发出的信号可以直接影响足细胞内的肌动蛋白细胞骨架(Jones et al. 2006 ;Moeller et al. 2004)。已有报道称,细胞黏着斑翻转是通过被激活的β 1整联蛋白的发动蛋白-网格蛋白依赖的内吞作用介导的,并且发动蛋白II、或网格蛋白适配子ΑΡ-2以及失能-2(DAB2) 被敲除可阻断β 1整联蛋白的内化,导致受损粘着斑的去组装(disassembly)和细胞迁移 (Chao and Kunz,2009)。肾病综合征过程中FP的消失是一次迁移事件(Reiser et al. 2004)。培养的足细胞包含细胞迁移所需要的肌动蛋白结构的全部三种主要类型层形伪足、丝状伪足以及收缩肌动蛋白应力纤维。培养的足细胞还表现出足细胞所有已知的分化标志物特征,包括 肾病蛋白(η印hrin),足细胞裂隙膜蛋白(podocin),⑶2AP,突出极蛋白,以及裂孔隔膜的已知组分,例如20-1、卩-钙粘蛋白、0-、日-、以及γ-联蛋白(Mundel et al. 1997 ;Saleem et al. 2002)。其实,足细胞已经广泛地用于研究已知的肌动蛋白结合以及成束蛋白,例如, α -辅肌动蛋白4和突触极蛋白(Asanuma et al. 2005 ; ;Asanuma et al. 2006)。在培养的足细胞中,片状伪足与丝状伪足形成基础的皮层肌动蛋白网似乎与通过EM在足细胞中体内观察到的质膜附近的短分支的肌动蛋白网是等效的(Ichimura et al. 2003)。类似地, 在培养的足细胞中观察到的肌动蛋白-肌球蛋白应力纤维近似地等效于在体内占据FP中心的非分支的应力纤维(Ichimura et al. 2003)。细胞骨架动力学通常是由Iiho家族的小GTP酶控制的。在细胞前缘,Racl和Cdc42 通过形成皮层肌动蛋白来促进细胞移动,这反过来对应地通过形成层形足板以及丝状伪足来促进移动。相比之下,MioA在细胞体内促进了收缩性的、包含肌动蛋白-肌球蛋白的应力纤维的形成。MioA的信号通路在足细胞调节肌动蛋白细胞骨架方面发挥重要作用。因此, 突触极蛋白,一种在足细胞中表达的肌动蛋白结合蛋白(Mundel et al. 1997)通过延长活性IihoA的寿命诱导了应力纤维的形成(Asanuma et al. 2006) Racl和Cdc42的信号通路对于足细胞结构和功能的确切作用却较少知晓。已有报道称,在一些小鼠肾病综合征模型中,保留发动蛋白足以抵消早期时足突的消失和蛋白尿(Sever et al. 2007)。发动蛋白是一种大的GTP酶,它负责传送膜结合的网格蛋白包覆的囊泡。网格蛋白介导的细胞内吞途径引起了生物医药研究人员的特殊兴趣, 因为它涉及将激活的受体内化、阻断生长因子、抗原递呈、胞质分裂、突触传递,并且是多种病原体的进入通道。发动蛋白包括三种主要亚型发动蛋白I (神经元);发动蛋白11(普遍存在)以及发动蛋白III (神经元和睾丸)(Cousin and Robinson 2001)。常见有五个结构域一个GTP酶结构域(囊泡分裂所要求),一个中部结构域(MD,功能未知),一个普列克底物蛋白同源结构域(PH,靶向结构域并且是一种潜在GTP酶抑制组件),一个GTP酶效应器结构域(GED,它控制了发动蛋白自组装成环),以及一个富含脯氨酸的结构域(PRD,它与包含一个SH3结构域的蛋白相互作用,并且是体内发动蛋白I和III磷酸化的主要位点)。发动蛋白最为人熟知的是它在质膜上在网格蛋白介导的细胞内吞作用以及在神经元的突触囊泡细胞内吞作用中所发挥的作用(Sever et al. 2000b)。大量研究表明,发动蛋白还有其他作用,包括通过还未了解的分子机理来调节肌动蛋白细胞骨架(Schafer 2004)。发动蛋白在调节肌动蛋白细胞骨架中的作用要归功于它与已知肌动蛋白结合蛋白以及调节蛋白(例如抑制蛋白、Nck以及皮层蛋白(cortactin))的相互作用(Orth and McNiven 2003 ;Schafer 2004)。之前的一项研究还表明发动蛋白对于足细胞中功能性FP 的形成至关重要(Sever et al. 2007)。发动蛋白显示出不同于其他GTP酶的独特的生化特征,例如分子量高(MW = IOOkDa)以及对GTP非典型地低亲和性(Km =约10 μ M)。发动蛋白主要以三种状态存在—— 基础状态、环状态或螺旋状态——并且当转变至每种状态时它的GTP酶活性逐步增加。更具体地说a)在“基础”状态时,发动蛋白处于单体、二聚体和同型四聚体之间的平衡状态 (Muhlberg et al. 1997),并且“基础” GTP 酶速率为约 lmin-Ι。b)发动蛋白二聚体或四聚体可以进一步自组装成为类似“环”的更高级的结构,这些环外径约50nm、内径约30nm (Hinshaw and khmid,1995)。在体外这通常地发生在大于 500nM发动蛋白时。这些环并不总是闭合的,并且直径可以在不同系统之间改变。环的形成可通过将发动蛋白透析成低盐缓冲液中而被促进,并且发生在约0. 5-1微摩尔的高浓度发动蛋白时。环的形成将发动蛋白GTP酶活性刺激了约10倍(Warnock et al. 1996)。GTP 水解速率的增加是由于发动蛋白内分子内GTP酶激活结构域的激活造成的,并且仅当发动蛋白四聚体聚到一起时该结构域才具有活性(Sever et al. 1999)。已经报道了一种发动蛋白突变体,据预测当其处于环状时寿命更长——dynR725A是一种在受到刺激的GTP水解速率方面有损伤的突变体(Sever et al. 2000a)。c)当组装模板存在时,发动蛋白可以在体外进一步组装成一个“螺旋”。这些螺旋组装模板包括磷脂脂质体、脂纳米管或微管。该螺旋似乎是单个环结构延伸成的一个高度伸长的螺旋结构,非常像弹簧。螺旋的形成将发动蛋白的GTP酶活性刺激了 100-1000倍 (Warnock et al. 1996)。这种受到刺激的GTP水解速率反过来在体外驱动发动蛋白去组装, 并且导致针对GTP结合的正向协同反应的损失(Sever et al. 2006)。随着对发动蛋白家族GTP酶具有特异性的小分子抑制剂作为有力的新工具(这些新工具可用来研究这些系统中的细胞内吞作用)不断发展,出现了发动蛋白药理学的一个新领域。小分子发动蛋白抑制剂已经吸引了广泛注意,并且已经在多种细胞系统中用于研究膜动力学的细胞内吞作用以及其他作用(Macia et al. 2006)。这些抑制剂提供了多种与在细胞中抑制发动蛋白的常规手段截然不同的优点,这些常规手段通过表达发动蛋白 GTP酶突变体或通过小干扰RNA(SiRNA)介导的发动蛋白敲除而发挥抑制作用,不能用于研究快速细胞作用。小分子、可渗透细胞的抑制剂能够在数分钟内快速阻断细胞内吞作用,并且是随时可逆的(Macia et al. 2006 ;Quan et al. 2007)。第一种报告的发动蛋白抑制剂是长链铵盐,例如肉豆寇基三甲基溴化铵 (MiTMAB)、十八烷基三甲基溴化铵(OcTMAB) (Hill et al. 2004)以及二聚体的酪氨酸磷酸化抑制剂,例如Bis-T(Hill et al. 2005) 0后来报道了一系列室温的离子液体(RTIL) (Zhang et al. 2008)以及 dynasore (Macia et al. 2006)。最后,已经报告了以吲哚为基础的抑制剂(被称为“dynoles”(Hill et al. 2009))以及以亚氨基色烯为基础的抑制剂 (称为“iminodyns,,)(Hill et al 2010)。大多数筛选发动蛋白抑制剂的研究使用GTP酶测定法,由此发动蛋白受到最大程度地刺激,并可能处于螺旋状态。这些系列中每一项所指的最有效的抑制剂中,有一些在细胞中也是细胞内吞作用的有效并可逆的抑制剂(Quan et al. 2007 ;Hill et al. 2009 ;Hill et al 2010)。
总体而言,本发明源自两个发现。首先,已发现发动蛋白调节剂的一个亚组可以促进发动蛋白以寡聚环状态聚积并且延缓发动蛋白环去组装。这个亚组的化合物被称为“发动蛋白环稳定剂“。延长发动蛋白环寿命的一个结果是这刺激了基础发动蛋白GTP酶的活性,另一个结果是这有助于丝状肌动蛋白(F-肌动蛋白)的形成。其次,已发现发动蛋白通过发动蛋白的中间结构域(MD)直接结合肌动蛋白,促进其寡聚成环,这些环在足细胞黏着斑以及肌动蛋白丝的从头形成方面具有直接作用。刺激发动蛋白环(与发动蛋白螺旋截然不同)是发动蛋白的一个新细胞功能,该功能是与其已知的细胞内吞作用是分开的。在足细胞中以及蛋白尿肾脏疾病情况下,延长发动蛋白环的形成和/或寿命对预防或治疗足突消失具有特定应用。在本发明的一个方面中,提供了一种用于在细胞中促进发动蛋白环形成和/或维持发动蛋白环的方法,包括用有效量的一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐来处理该细胞。在本发明的另一个方面中,提供了一种用于预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症的方法,包括对其有需要的个体给予有效量的至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐。在本发明的另一个方面中,提供了一种用于预防或治疗足细胞功能障碍的方法, 包括用有效量的至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐来治疗足细胞。典型地,该足细胞功能障碍的特征是足突消失,或与之相关联。在本发明的另一个方面中,提供了一种用于在细胞中维持或诱导肌动蛋白细胞骨架形成的方法,包括用有效量的至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐来处理细胞。在本发明的另一个方面中,提供了一种用于在细胞中诱导黏着斑和/或肌动蛋白应力纤维的方法,包括用有效量的至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐来处理细胞。在另一个方面中,提供了一种筛选用作发动蛋白环抑制剂的测试试剂的方法,包括提供该测试试剂;在适合于发动蛋白环形成的条件下用该测试试剂温育发动蛋白;并且评估该测试试剂是否促进发动蛋白环的累积和/或抑制发动蛋白环的去组装,发动蛋白环的累积和/或抑制发动蛋白环的去组装是否增加了基础发动蛋白GTP酶的活性。评估该测试试剂是否促进发动蛋白环的累积和/或抑制发动蛋白环的去组装可涉及对基础发动蛋白GTP活性的增加和/或发动蛋白的释放(它指示了发动蛋白环的去组装)进行测定。在本发明的另一个方面中,提供了一种用于在细胞中促进发动蛋白环形成和/或维持发动蛋白环的发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐。在本发明的另一个方面中,提供了至少一种用于预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症的发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐。在本发明的另一个方面中,提供了至少一种发动蛋白环稳定剂或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐在制造一种药物时的用途,该药物用于在对其有需要的个体的细胞中促进发动蛋白环形成和/或维持发动蛋白环。在本发明的又另一个方面中,提供了至少一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐在制造一种药物时的用途,该药物用于预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症。在本发明的一个实施方案所使用的发动蛋白环稳定剂可以是任何此类促进发动蛋白环的组装或抑制其去组装的化合物。这种抑制可以是延缓或防止发动蛋白环去组装。提及如在此所使用的术语“发动蛋白环”,是指一个寡聚发动蛋白单元环。这种环可以是一个闭合环或一个单圈的发动蛋白螺旋(螺旋发动蛋白)。在此使用的术语“发动蛋白环抑制剂”是指一种试剂,该试剂与发动蛋白相互作用,并当发动蛋白螺旋形成时所围绕的一种组装模板缺少(例如,微管、磷脂囊泡和/或纳米管)时刺激基础发动蛋白GTP酶的活性。发动蛋白环稳定剂促进发动蛋白环的组装和/ 或抑制发动蛋白环去组装,这两者都可以导致发动蛋白环的累积和/或基础发动蛋白GTP 酶活性的增加。因此,在本发明的上下文中,术语“发动蛋白环稳定剂”涵盖了促进发动蛋白环组装和/或抑制发动蛋白环去组装的试剂。典型地,该发动蛋白环稳定剂可以是一种抑制发动蛋白环去组装的试剂。通过发动蛋白环稳定剂来刺激基础发动蛋白GTP酶的活性,其水平要低于与最大活性螺旋发动蛋白相关的水平,由此当组装模板存在时实现最大活性。发动蛋白环稳定剂与发动蛋白的相互作用可以是将该发动蛋白环抑制剂与发动蛋白相结合,或将发动蛋白环抑制剂与发动蛋白直接地或间接地关联。当发动蛋白处于螺旋状态时,该发动蛋白环稳定剂可以增加该螺旋内单个发动蛋白环的GTP酶活性,但其水平要低于通过发动蛋白环之间协同相互作用所实现的水平。最典型地,在本发明实施的一个方法中所用的发动蛋白环稳定剂是经最大程度刺激的螺旋发动蛋白的GTP酶活性的一种抑制剂。类似地,针对用作发动蛋白环稳定剂而筛选的测试试剂可以是螺旋发动蛋白GTP酶活性的一种抑制剂。然而,通过以上叙述应当理解的是发动蛋白环稳定剂不必是发动蛋白环去组装的抑制剂,并且实际上不必是螺旋发动蛋白GTP酶活性的抑制剂。与该发动蛋白环稳定剂相互作用的发动蛋白和/或形成这种或这些发动蛋环的发动蛋白可以是选自下组,该组由以下各项组成发动蛋白I(dynl)、发动蛋白II (dynll)、 发动蛋白IIKdynIII)、以及发动蛋白异构体,以及上述物质的混合物。通过下面非限制性实施方案的详细说明连同附图一起,本发明的特征和优点将变得更加清楚。

图1是一个曲线图,该图显示了二聚体的苯亚甲基丙二腈酪氨酸磷酸化抑制剂 Bis-T-23抑制了脂类刺激的发动蛋白,但刺激了基础的发动蛋白GTP酶活性。图2是一个曲线图,该图显示了在同一 Bis-T-23浓度下发生了发动蛋白的抑制和激活。图3是一个曲线图,该图显示了在“停滞期“后发生了 Bis-T_23(5yM)刺激基础发动蛋白GTP酶活性。图4是一个曲线图,该图显示了三种iminodyn在刺激全长发动蛋白I QOOnM,不存在其他已知的激活剂,例如PS脂质体)的基础GTP酶活性方面的相对效能。这些化合物以指定浓度存在,并且引起半最大刺激的浓度显示为EC5tl.图5是一个曲线图,该图显示了截短的发动蛋白I构建体(称为GG2,仅包含连接到该GED结构域的一小部分上的GTP酶结构域)的基础GTP酶活性(Chappie et al 2009)。与全长发动蛋白不同,已知这种构建体不能自组装或形成环。Bis-T-22和-23以及 imminodyn-22对这种不能组装的构建体的基础活性没有影响。图6显示在高浓度[dyn] (520nM)下Bis_T_22促进发动蛋白环自组装。图7显示了 Bis-T-23阻止发动蛋白去组装。图8(A)至(D)是电子显微图,显示Bis-T-23在体外PS脂质体上阻止发动蛋白的收缩或螺旋膨胀。它稳定了发动蛋白螺旋,该螺旋失去了柔性并且形成统一的直径环,抑制了发动蛋白环去组装。图9显示了在缺少模板的情况下用Bis-T-23来处理纯化的全长发动蛋白I的效果。然后,用电子显微镜对发动蛋白进行检查。通过Bis-T-23 (5.4 μ M,A)特异性地诱导发动蛋白环。这些环是真发动蛋白环(B)。定量分析显示在真环中增加了 6倍(C)。图10显示在细胞中Bis-T-22 (100 μ M持续30分钟)诱导网格蛋白包被的小窝, 在培养的人淋巴母细胞(A)或大鼠脑突触体(B)两者中它们具有不寻常的长颈并且被多个环环绕。图Il(A)是一个曲线图,该图显示Bis-T-23和两个“dyngo”系列发动蛋白抑制剂是发动蛋白环稳定剂。Dyng0-7a也称为dynasore。当缺少清净剂Tween-80时(并且在缺少任何已知的激活剂,例如PS脂质体、纳米管或微管时)实现发动蛋白I(50nM)GTP酶刺激。相反,dynole 34_2,一种有效的发动蛋白抑制剂,在这些条件下不能刺激基础发动蛋白活性。B)是一个曲线图,该图显示了多种有效的发动蛋白抑制剂是基础发动蛋白GTP酶活性的激活剂(Bis-Τ系列化合物使用10 μ M浓度,所有其他化合物使用30 μ M浓度)。测试的所有化合物在300ηΜ至3μΜ之间抑制了磷脂酰丝氨酸(PQ刺激的发动蛋白(数据未显示)。当缺少脂类激活剂时(并且当标准Tween-80存在时(0.06%))对发动蛋白I(dynl ; 200nM)的GTP酶活性进行测量。图12显示了使用标准的共沉降测定法检测发动蛋白-肌动蛋白直接相互作用,其中F肌动蛋白在高速离心下沉降。
图13显示了以下各项的氨基酸序列比对发动蛋白II (dyn2)(剪接变体a和 b) (SEQ ID No. 1 和 SEQ ID No. 2)、发动蛋白 I (dynl)(剪接变体 a 和 b) (SEQ ID No. 3 和 SEQ ID No. 4)、果蝇(Shi) (SEQID No. 5)、线虫(Cele) (SEQ ID No. 6)、酵母(Vpsl) (SEQ ID No. 7)、Dnml (SEQ ID No. 8)、‘失去功能,的突变体 DynK/E (SEQ ID No. 9)和 Dyn K/A (SEQ ID No. 10)、以及‘得到功能,的突变体Dyn E/K(SEQID No. 11)。Dnml是参与线粒体形态发生的一个发动蛋白家族成员。图14是发动蛋白与F-肌动蛋白直接相互作用的斯卡恰特图。将发动蛋白(游离)加到5μΜ F肌动蛋白中,浓度逐渐增加。100,OOOxg离心后,用SDS-PAGE将蛋白分离并且使用光密度测定法对条带进行分析。图15(Α_Ε)是照片,这些照片说明了发动蛋白-肌动蛋白相互作用对于足细胞中肌动蛋白细胞骨架的组织是至关重要的。用表达发动蛋白突变体(如所说明)的病毒感染足细胞。在表达dynE/K和dynR725A的细胞中该肌动蛋白细胞骨架似乎显著增加。图16显示当GTP γ S存在时组装的发动蛋白环与肌动蛋白丝交联成薄的束。使用负染和电镜可以看到肌动蛋白丝。箭头指向沿着该成束细丝的发动蛋白环。图17是一个曲线图,该图显示了发动蛋白环促进了肌动蛋白聚合作用。当在缺少和存在0. ΙμΜ发动蛋白下,将0. 33μΜ (isn-肌动蛋白复合体(Gl 200A或Gl 1000A) 与或不与ΙΟΟμΜ GTP γ S进行温育时,肌动蛋白的再次聚合的代表性时间过程。图18是一个曲线图,该图显示了二聚体的苯亚甲基丙二腈酪氨酸磷酸化抑制剂 Bis-T-22刺激了发动蛋白GTP水解的的基础速率。虚线的凝溶胶蛋白加帽的F肌动蛋白也刺激了发动蛋白GTP水解的基础速率。显示了与或不与7μΜ Bis-T-22 —起,以及与或不与10 μ M Gsn-F-肌动蛋白复合体一起温育的0. 2 μ M dynl的基础GTP水解的时间过程。 Bis-T-22和Gsn-F-肌动蛋白的作用至少是累加的。图19是一个照片,该照片显示在足细胞中Bis-T-23对肌动蛋白细胞骨架的作用。 使用罗丹明-次毒蕈环肽,针对F-肌动蛋白(左列)以及抗桩蛋白单克隆抗体(中间列) 对细胞染色。染色叠加示于右列上。在经Bis-T-23处理的细胞以及表达发动蛋白突变体 dynE/K和dynR725A的细胞中,肌动蛋白细胞骨架和黏着斑的数目以及量值显著增加。图20是一个曲线图,该图显示了对一只对照小鼠和一只表达“得到功能“的α -肌动蛋白4突变体蛋白的小鼠腹膜内注射Bis-T-23 (100 μ g/100g体重)。按照制造商的实验方案,使用小鼠白蛋白特异性ELISA以及肌酸酐伴侣测定试剂盒(Exocell and Bethyl Laboratories)来测量蛋白尿。在给药后达6小时时蛋白尿降低到野生型水平。图21是一个曲线图,该图显示环稳定剂Bis-T-23挽救了经脂多糖(LPS)处理的小鼠体内的蛋白尿。LPS是用于蛋白尿肾脏疾病的一个模型。在注射之前(对照)、注射 LPS对小时之后(hLPQ、以及给予Bis-T-23 (空心柱)或DMSO (递送溶液,灰色柱)之后 2、4、6以及8小时,在6只小鼠中确定白蛋白水平。在给予单剂量的这种环稳定剂后的2小时至8小时注意到蛋白尿降低。



在此提供了一种用于在细胞中促进发动蛋白环的形成和/或维持发动蛋白环的方法,该方法包括用有效量的一种发动蛋白环稳定剂、或该发动蛋白环稳定剂的一种药物前体或药学上可接受的盐来处理这种细胞。发动蛋白环形成的维持或累积在预防或治疗以蛋白尿为特征的肾脏疾病或病症中具有特定的应用。发动蛋白环稳定剂可以是与发动蛋白相互作用来促进发动蛋白环的组装和/或抑制发动蛋白环的去组装的任何一种试剂。在此还提供了使用发动蛋白环稳定剂在细胞中用于预防或治疗足细胞功能障碍和/或维持或诱导肌动蛋白细胞骨架形成的方法,以及筛选一种测试试剂用作发动蛋白环稳定剂的方法。



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