[发明专利]用于治疗糖尿病的调节MG29的组合物和方法

说明书

相关申请的参考

本申请要求提交于2009年6月5日，题为“用于治疗糖尿病的调节MG29的组合物和方法(Compositions and Methods Modulating MG29for the Treatment of Diabetes)”的美国临时专利申请No.61/217,926的优先权权益，该临时专利申请通过引用并入本文中用于所有目的。

关于联邦政府资助的研究的声明

依据以下(权利的)授予：由美国国立卫生研究院(NIH)授予Jianjie Ma博士的RO1-AG15556，美国政府享有本发明的某些权利。

技术领域

本发明涉及重组核酸和多肽组合物以及使用它们调节肌肉功能和治疗疾病的方法。

参考资料的并入

随同本申请提交了计算机可读形式的序列表：文件名称：MG29v2_seqlist_ST25.txt，大小68KB，创建于2010年6月3日，使用PatentIn-3.5和Checker4.4.0生成，该文件通过引用完整地合并在此。

背景技术

骨骼肌三联体(triad junction)是由陷入细胞质中的质膜的单个凹陷部分(横管或T管)组成，该单个凹陷部分与肌质网(SR)终池的两个部分并置。通过免疫染色筛查集中于三联体中的新蛋白质的抗体文库，鉴定出参与兴奋-收缩(E-C)偶联和骨骼肌中Ca²⁺调控其它方面的蛋白质。在筛查这个文库期间鉴定的一种蛋白质是新跨膜蛋白，称为mitsugumin 29(MG29)。

MG29几乎仅表达于骨骼肌纤维上，在肾脏上观察到轻微的表达，并包含使该蛋白质集中于三联体横(T-)管膜和SR膜中的四个跨膜结构域。这种亚细胞分布提示MG29可以介导T-管膜和连接SR膜之间的通讯。MG29蛋白质结构与神经递质释放所必需的跨膜蛋白的突触素(synaptophysin)家族成员的氨基酸序列同源，并与该突触素家族成员具有共同的典型结构特征。

突触素起初被鉴定为小突触囊泡中丰富的高度免疫原性膜蛋白，也在致密核心的嗜铬和神经分泌颗粒中发现。突触素及其同源物突触孔蛋白(或突触素II)和泛有小泡蛋白(pantophysin)与四个跨膜区具有共同的跨膜组织机构(organization)，并具有共同的胞质氨基和羧基末端。

突触素的独特特征在于它具有低聚结构，因此有人提出突触素可能是在神经递质释放期间形成的融合孔成分。而且Alder等人已证明与突触素mRNA互补的反义寡核苷酸可以降低通过注射全脑mRNA诱导的爪蟾卵母细胞的Ca²⁺-依赖性谷氨酸盐分泌。显微注射到运动神经元中的突触素抗体阻断了神经肌肉传导。这些数据与突触素是神经递质分泌所必需的事实一致。然而，鉴定突触素功能的遗传途径尚未成功；缺少突触素的突变小鼠表现出正常的表型。这可以反映出突触孔蛋白或其它突触素家族成员的代偿作用。事实上，突触素和突触孔蛋白(synaptogyrin)都有缺陷的小鼠的突触可塑性存在缺陷。

已提出突触素在囊泡形成中起结构作用。由于突触素具有强的结合胆固醇的能力，因而它与突触囊泡生物发生期间形成膜曲率有关。还已知突触素可以与突触囊泡膜的其它蛋白质，即，小突触囊泡蛋白(synaptobrevin)和液泡膜H+-ATPase紧密相互作用。据认为，这些相互作用可以在SNARE复合物或融合孔形成的水平上调节胞吐膜融合(exocytotic membrane fusion)。酵母液泡融合的研究支持后者的观点，该研究暗示液泡ATPase直接参与膜融合。

MG29和突触素之间的相似性激起人们研究MG29是否对骨骼肌中膜结构的调节起着重要作用。骨骼肌在性质上是最具可塑性的组织之一，并且正常肌肉生理需要形成和维持复合物膜结构。在整个发育过程中，老化和包括疲劳在内的其它过程需要不断地改变骨骼肌系统，因而与骨骼肌膜结构可塑性相关的基因和蛋白质的鉴定和表征，是理解肌肉生理，以及治疗和诊断与包括糖尿病在内的肌肉功能障碍相关的病状所必需的。

骨骼肌是在躯体神经系统的控制下存在的横纹肌组织形式。它是三种主要肌肉类型之一，其它两种是心肌和平滑肌。对于人，骨骼肌占据胰岛素敏感性葡萄糖代谢多达80％，以及占据整体葡萄糖代谢的大部分。骨骼肌的胰岛素抗性(IR)是代谢疾病的主要危险因素，并且是2型糖尿病、肥胖症和高血压的特征。大量文献认同，葡萄糖代谢的近端步骤(proximal steps)，葡萄糖递送、转运和磷酸化那些为健康中胰岛素作用的关键点以及为骨骼肌胰岛素抗性的决定因素。