[发明专利]使用GDNF家族配体(GFL)模拟剂或RET信号传导通路活化剂促进神经细胞存活的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月11日提交的美国临时专利申请61/285,858的优先权，将其公开内容以其整体引入本文作为参考。

发明背景

许多神经和所有神经变性疾病由神经元的死亡或神经元的神经炎丧失导致。目前，尚无神经保护或神经复原的药物。几种支持神经元存活的蛋白已经在动物模型和临床试验中显示出对抗神经和神经变性疾病的功效，例如，帕金森氏病和慢性疼痛中的GDNF配体家族(GLF)。然而，蛋白为药代动力学差的大分子，不能穿透血脑屏障。

神经元，作为不可分裂的细胞，需要来自附近细胞、来自细胞外基质(ECM)和来自环境的持续存活信号，以保持存活。“保持存活”信号通常由促进神经元存活的神经营养因子携带。在一些病理学情况下，例如帕金森(PD)和阿尔茨海默氏病的情况下，神经元逐渐退化。神经元失去突触接触，发生轴突变性并最终死亡。

目前对于神经变性疾病可用的治疗为对症治疗，尚不存在可以逆转或显著减缓神经变性的其它可用治疗。基于神经营养因子的治疗具有极大的前景，因为除了促进神经元存活外它们还诱导轴突再生、支持突触形成和刺激神经元的功能性。

胶质细胞系衍生的神经营养因子(GDNF)是转化生长因子β超家族的远距离成员(distant member)以及GDNF家族配体(GFL)的创始成员(founding member)。该家族由四个成员组成：GDNF、neurturin(NRTN)，artemin(ARTN)和persephin(PSPN)(图1)，所有这些均为有效的神经营养因子(Airaksinen和Saarma，2002)。自从1993年被发现，GDNF已经因其在这些神经元中支持多巴胺能神经元的存活、诱导轴突萌发以及调节功能性多巴胺代谢的能力而受到广泛关注，其在PD中降解(Lin等人，1993)。另外，GDNF是PD动物模型中少数不仅能保护而且能修复多巴胺神经元的生长因子之一(Bespalov和Saarma，2007；Lindholm等人，2007)。

尽管GDNF已经在许多帕金森氏病的动物模型中显示出保护性和神经复原性作用，并且在两项临床试验中证明了非常有希望的结果(Gill等人，2003；Slevin等人，2005)，但是近期的研究未能显示GDNF的清晰的临床益处(Lang等人，2006)。这一矛盾可能解释为临床建立、患者的疾病状态以及表达GDNF的大肠杆菌性质的差异所致。至今为止，尚未清楚地理解为何这些试验产生不同的结果。

GDNF还可能对肌萎缩侧索硬化(ALS)的治疗至关重要，因为GDNF支持运动神经元(Henderson等人，1994)。因为RET信号传导增加了脑中多巴胺的量，因此其用于抑郁症的治疗(Mijatovic等人，2007)。GDNF或其模拟剂还可以用作男性避孕药(Meng等人，2000)。

NRTN是非常有前景的分子，因为近期的大脑核内(intraputamenal)注射携带NRTN基因的腺病毒的II期临床试验证明了帕金森氏病患者中的显著改善(Ceregene Inc.报刊发布)。ARTN在Biogen Idec/NsGene进行的I期临床试验中用于测试神经病，因为其已经证明了在慢性疼痛的动物模型中有效(Gardell等人，2003)，并且对感觉神经元具有复原作用(Wang等人，2008)。认为PSPN可用于治疗中风和阿尔茨海默氏病(Golden等人，2003；Tomac等人，2002)。

虽然GFL-受体复合体被认为是适当的药物靶点，但是GFL多肽可能不是合适的药理学药剂。基于蛋白的治疗的一个障碍是生物利用度。GDNF是具有134个氨基酸的碱性蛋白，其不能穿透血脑屏障。因此，需要脑手术进行递送。另外，GDNF、NRTN和ARTN与硫酸肝素相互作用，而后者是细胞外基质(ECM)中的成分(Lin等人，1993)。该相互作用显著降低了GFL从其施用或产生区域的扩散。重组GDNF可能诱发炎症并形成抗-GDNF抗体(Lang等人，2006)，而且重组GDNF价格昂贵。大肠杆菌产生的重组GDNF的性质可能随批次变化，因为其首先作为无活性蛋白产生，然后得以体外复性。最后，GDNF是混杂的；GDNF不仅通过GFRα1(也不显著地通过GFRα2和GFRα3)活化RET，还完全活化不同的受体：神经细胞粘着分子NCAM和携带结合GDNF的硫酸肝素侧链的共结合聚糖糖蛋白(Bespalov等人，未发表)(Sariola和Saarma，2003)。这些多效性GDNF作用可以导致多重副作用。