[发明专利]用于刺激靶向热休克蛋白以及促进蛋白质修复的脉冲电磁和超声疗法

说明书

本发明公开了一种用于在细胞和组织中刺激热休克蛋白的活化和促进蛋白质修复的系统和方法，以利用增加了的热休克蛋白的活化或产生以及细胞修补的促进的重新介导和恢复性质，而不损坏细胞和组织。这是通过脉冲且施加到或聚焦到一个或多个小的区域的超声波源或电磁辐射源来治疗指定的目标区域，以实现必要的温度的升高或者实现充分地应激细胞和组织，以刺激热休克蛋白的产生或活化以及促进蛋白质修复，同时允许温度足够快地衰减以免损害或破坏待治疗的组织。

背景技术

本发明整体上涉及热休克蛋白的活化以及蛋白质修复的促进。更具体地，本发明涉及利用脉冲电磁能源或超声能源、选择性地刺激靶向热休克蛋白的活化或产生以及促进蛋白质修复的系统和方法。

热休克蛋白(HSP)是由细胞响应暴露在应激条件下而产生的蛋白质家族。热休克蛋白的高水平产生可以由暴露在不同类型环境的应激条件触发，例如感染、发炎、运动、细胞暴露于毒素、饥饿、低氧或脱水。

已知热休克蛋白在响应身体组织中大量异常情况中起作用，包括病毒感染、发炎、恶性转化、暴露于氧化剂、毒素和缺氧。数种热休克蛋白起到其他蛋白质的细胞内分子伴侣的作用，且大量HSP家族的成员由于它们在蛋白质维持中和甚至在非应激条件下简单地监测细胞蛋白质中的重要作用，而在低至中等水平来表达或活化。这些活动是细胞自我修复系统的一部分，称为细胞应激反应或热休克反应。

热休克蛋白通常根据它们的分子量来命名。例如，Hsp60、Hsp70和Hsp80按数量级分别指大小为60、70和80千道尔顿(kilodalton)的热休克蛋白家族。它们以许多不同的方式起作用。例如Hsp70具有在展开和组装能力状态中稳定蛋白质结构的肽结合和ATP酶结构域。线粒体的Hsp60形成环状结构，以促进蛋白质的组装进入天然的状态。Hsp90通过与细胞酪氨酸激酶、转录因子和糖皮质激素受体结合发挥抑制调节作用。Hsp27抑制蛋白质聚集。

Hsp70热休克蛋白是细胞外的和膜结合的热休克蛋白的成员，且Hsp70参与结合抗原并将抗原呈递给免疫系统。已发现Hsp70抑制甲型流感病毒核糖核蛋白的活跃并阻断病毒的复制。衍生自肿瘤的热休克蛋白会引起特异性保护性免疫。实验和临床观察已表明热休克蛋白参与自身免疫性关节炎、1型糖尿病、麻疹、动脉硬化、多发性硬化症和其他自身免疫反应的调节。

据此，人们认为，能够选择性地诱导热休克反应以增加身体组织中的热休克蛋白的数量或活动来响应感染或其他异常是有利的。然而，这必须以受控的方式进行，以免损害或破坏所治疗的身体的组织或区域。本发明满足了这些需求，并带来了其他相关的益处。

发明内容

本发明涉及用于在组织中刺激的热休克蛋白的活化而不损害目标组织的方法。该方法包括提供脉冲超声波源或电磁能量源的步骤。电磁能量可以包括预定波长的紫外波、微波、射频波或激光。激光可以具有在530nm至1300nm之间的波长，少于10％的占空比和500毫秒或更短的脉冲长度。

脉冲超声波或电磁辐射能量施加到目标组织，以产生刺激目标组织的细胞的热时间进程，来激活热休克蛋白而不损害目标组织。这包括把目标组织的温度短暂地提升到至少10℃，且在数分钟内仅提升1℃或更少。

在一个实施例中，将多个激光光斑同时施加到目标组织。在另一实施例中，将多个超声波束聚焦在目标组织上。

可以将装置插入身体的腔室中，以将脉冲超声波或电磁辐射能量施加到组织。该装置可以包括内窥镜。

脉冲超声波或电磁辐射能量可以施加到身体的外部区域，该身体的外部区域邻近目标组织、或者具有靠近身体外部区域表面的血液供应。例如，身体区域可以包括耳垂，而脉冲电磁辐射能量施加到流经耳垂的血液。

结合以举例方式来示例本发明的原理的附图，本发明的其他特征和益处在下方更详细的描述中更明显。

附图说明

附图例示了本发明。在这些附图中：