[发明专利]结合APP的铜结合位点和/或发挥抑制淀粉样Aβ肽释放作用的铜激动剂

说明书

本发明涉及结合淀粉样蛋白前体(APP)的铜结合位点和/或发挥抑制参于阿耳茨海默氏病(Alzheimer′s disease)发生的淀粉样Aβ肽释放作用的铜激动剂(copper agonists)。本发明还涉及含有这些铜激动剂的药物，以预防和/或治疗阿耳茨海默氏病。最后，本发明涉及鉴别具有本发明所需作用的铜激动剂。

β淀粉样肽(βA4，Aβ)，是老年斑和阿耳茨海默氏病脑血管淀粉样改变的基本成分，其是从较大的完整膜淀粉样蛋白前体(APP)中，依次经β-分泌酶和γ-分泌酶蛋白酶切形成的，APP的主要同种型含有695个(APP695)，751个(APP751)或770个(APP770)氨基酸(Hardy，J.，神经科学趋势20，p154-159(1997))。在Aβ结构域内由α-分泌酶对APP的加工会防止淀粉样改变形成，并导致含有Aβ的17-40/42位残基的p3肽释放(图1)。用α-分泌酶或β-分泌酶切割APP产生可溶的APP片段(sAPPα和sAPPβ)，其代表到达胞外空间的APP胞外域。

尽管未知APP的生理功能，但已知APP呈现与细胞粘着分子和参与伤口愈合的分子相同的特性。这例如包括APP结合硫酸肝素，胶原，层粘连蛋白，蛋白酶，凝集素和金属离子的结合位点。

在先前治疗阿耳茨海默氏病的试验中，通过施用阻断至今未鉴别的β-分泌酶或γ-分泌酶的化合物而阻断淀粉样Aβ肽的形成(Hooper等，生物化学杂志321，p265-279(1997))。然而，抑制这些蛋白酶产生不希望的副作用，因为这些蛋白酶参与不同跨膜蛋白的加工。因此治疗阿耳茨海默氏病和其它形式的痴呆症目前主要集中于改善脑的代谢过程和取代一些缺陷的神经递质，或集中于抑制疾病伴随的炎症过程。然而，这些药物在不同形式的痴呆症之间没有特异性，只针对于在所有痴呆症中均可见到的继发性症状。

因此本发明的技术方案在于提供了用于防止或治疗阿耳茨海默氏病的产品。

上述技术方案通过权利要求限定的实施方案而得到解决。

现已发现APP在两个限定的位置与Zn(II)和Cu(II)特异地相互作用。Cu(II)的结合引起APP的两个半胱氨酸氧化，导致另一个半胱氨酸的形成。此方式中产生的两个电子之一使结合的Cu(II)还原形成Cu(I)。然而，未阐明另一电子的去向。

现已知在哺乳动物细胞中加入Cu(II)的作用是提高α-分泌性代谢途径的APP产物(sAPPα和p3)的释放，及降低β-分泌性代谢途径产物(p3.5和参与阿耳茨海默氏病的Aβ)的释放。因此阿耳茨海默氏病可通过施用作为铜激动剂的化合物而有效及特异性的防止或治疗，铜激动剂即能结合APP的铜结合位点，和/或模仿其生理功能，即能降低或防止淀粉样Aβ肽形成的化合物。由于APP对铜的结合也导致极毒性的Cu(I)离子产生，因此这些具有激动作用的分子包含另一特性，即防止细胞受到因APP结合Cu(II)而产生的损害，因此也能防止由铜和过氧化氢产生的反应形式的氧形成。

因此，本发明的一实施方案涉及一种铜激动剂，其特征在于其结合淀粉样蛋白前体(APP)的铜结合位点，和/或降低或防止淀粉样Aβ肽的释放。

术语“铜激动剂”指能结合APP的铜结合位点，和/或降低或防止淀粉样Aβ肽的释放的任何物质，如无机或有机化合物。优选的铜激动剂是二价金属离子，其在生理高浓度可与铜竞争在APP分子上的结合位点，如20-200mM的Mg(II)，优选100mM的Mg(II)；20-200mM的Ca(II)，优选100mM的Ca(II)；0.05-20mM的Zn(II)，优选100μM的Zn(II)等。另外优选的铜激动剂是寡肽，寡核苷酸，寡糖或核苷酸类似物，其主要通过其三维结构模拟铜并根据钥匙一锁原理而结合铜结合位点。在一优选的实施方案中，寡肽还可含有相应于铜结合位点的序列并因此占据该位点。另外优选的铜激动剂是得自可购买的化学物质文库，或是新化合物(组合化学)或分离自微生物或植物的低分子的天然物质。这些化合物也通过其三维结构而起作用，它们模拟铜的特性和大小且无负面性质。