[发明专利]用于治疗代谢疾病的融合蛋白

说明书

发明领域

本发明涉及包含已知改善施用对象的代谢谱的成纤维细胞生长因子21(FGF21)的新型融合蛋白。

发明背景

成纤维细胞生长因子(FGF)家族的特征是22种遗传上有区别的同源配体，被分为7个亚家族。FGF-21与FGF-19和FGF-23最密切相关，并形成亚家族。该FGF亚家族调控多种对经典FGF而言不常见的生理学过程，即，能量和胆酸的内稳态、葡萄糖和脂类代谢，以及磷酸盐和维生素D的内稳态。此外，与其他FGF不同，该亚家族以内分泌的方式发挥作用(Moore,D.D.(2007)Science 316,1436-8)(Beenken等人(2009)Nature Reviews Drug Discovery 8,235)。

FGF21是209个氨基酸的多肽，含有28个氨基酸的前导序列(SEQ ID NO:5)。人FGF21与小鼠FGF21具有约79％氨基酸同一性，与大鼠FGF21具有约80％氨基酸同一性。成纤维细胞生长因子21(FGF21)被描述为用于治疗缺血性血管病、创伤愈合、和与肺、支气管或肺泡细胞功能丧失相关的疾病(Nishimura等人(2000)Biochimica et Biophysica Acta,1492:203-206；专利公开WO01/36640；和专利公开WO01/18172)。虽然FGF-21激活FGF受体和下游信号传递分子，包括FRS2a和ERK，但尚未检测到FGFR与FGF-21的直接相互作用。研究已鉴别了在肝脏、脂肪细胞和胰腺中高表达的β-klotho是FGF-21细胞应答的决定子，也是通过FGFR介导FGF-21信号传递的辅助因子(Kurosu,H.等人(2007)J Biol Chem 282,26687-95)。FGF21是FGFR1(IIIc)、FGFR2(IIIc)和FGFR3(IIIc)β-klotho信号传递复合物的强力激动剂。

FGF-21已表现出诱导不依赖胰岛素的葡萄糖摄入。FGF-21还表现出减轻多种糖尿病啮齿类模型中的高血糖。此外，发现过表达FGF-21的转基因小鼠耐受膳食诱导的代谢异常，并且表现出减少的体重和脂肪质量，和胰岛素敏感性的增强(Badman,M.K.等人(2007)Cell Metab 5,426-37)。向糖尿病的非人灵长类施用FGF-21导致空腹血浆葡萄糖、甘油三酯、胰岛素和胰高血糖素水平减少，并导致脂蛋白谱的显著改善，包括HDL胆固醇增加几乎80％(Kharitonenkov,A.等人(2007)Endocrinology 148,774-81)。目前的研究探讨了FGF21作用的分子机制，已经鉴别FGF21是帮助控制适应空腹状态的重要内分泌激素。(Badman等人(2009)Endocrinology 150,4931)(Inagaki等人(2007)Cell Metabolism 5,415)这提供了之前缺乏的PPARα下游的关联，肝脏藉此与身体的其余部分在调控能量内稳态生物学中沟通(Galman等人(2008)Cell Metabolism 8,169)(Lundasen等人(2007)Biochemical and Biophysical Research Communications 360,437)。

FGF21通过激活AMPK/SIRT1/PGC1α通路，抑制PPARγ表达和增加线粒体功能，来调控脂肪细胞内稳态(Chau等人(2010)PNAS 107,12553)。如培养的人肌管和分离的小鼠组织中测量的，FGF21还增加骨骼肌的葡萄糖摄入。啮齿类胰岛细胞的FGF21治疗导致通过激活ERK1/2和Akt通路的改善的功能和存活。(Wente等人(2006)Diabetes 55,2470)FGF21治疗还导致啮齿类肝脏中关于脂肪发生和脂肪酸氧化酶的基因表达改变，可能是通过HNF4α和Foxa2信号传递。

与使用FGF-21直接作为生物治疗剂相关的困难是其半寿期非常短。(Kharitonenkov,A.等人(2005)Journal of Clinical Investigation 115:1627-1635)在小鼠中，人FGF21的半寿期是0.5至1小时，而在食蟹猴中，半寿期是2至3小时。FGF21可以作为多用途的、无菌药物制剂使用。然而，已确定防腐剂，即，间甲酚，在上述条件下对其稳定性具有不利影响。