[发明专利]含有骨诱导蛋白和背部化因子的药物组合物

说明书

本发明涉及使用含有骨诱导蛋白和背部化因子(dorsalizingfactor)的组合物从间充质干细胞诱导软骨细胞的方法和组合物。

骨诱导蛋白是诱导间充质干细胞向软骨细胞和骨细胞分化的蛋白质，例如刺猬蛋白[Sonic(Shh),Indian(Ihh),Desert(Dhh)；Kinto等，欧洲生物化学学会联合会快报，404(1997)319-323]或骨形态建成蛋白。

骨形态建成蛋白(BMP)是负责骨、软骨、腱和存在于骨中的其它组织形成的分子。这种蛋白独特的诱导活性与它们在骨中的存在一起表明它们是骨修复过程的重要调节剂并且可能参与骨组织的正常维持。已知许多这种蛋白，它们可以分成一些亚类[Reddi,A.H.，细胞因子和生长因子评论，8(1997)11-20]。这种BMP是例如BMP-2至BMP-14和GDF-1至GDF-14。

BMP是多效性调节剂，因此调节骨和软骨形成的多步骤顺序级联反应如趋化性、有丝分裂和分化。特别是BMP-2、BMP-4、BMP-5和BMP-7启动软骨发生和骨发生。

然而，BMP-2、BMP-4、BMP-5和BMP-7不能只诱导没有骨发生诱导伴随的软骨发生。因此，与软骨内骨发生有关的BMP-2、BMP-4、BMP-5和BMP-7的药物应用总会导致诱导软骨细胞和骨细胞。然而，关于软骨细胞的修复，获得没有骨发生诱导伴随的软骨发生的启动是有益的。

骨形态建成蛋白拮抗剂是抑制BMP成骨特性的物质，例如是头发生素、脊索素(chordin)或卵泡抑制素(follistatin)。

头发生素是例如在美国专利号5,670,481中描述的生长因子和骨形态建成蛋白(BMP)的拮抗剂。头发生素在施佩曼组织原中表达并且看来是施佩曼组织原作用即中胚层的神经诱导和背部化的介质。因为头发生素在脊索和头的中胚层表达，所以它看上去影响神经板背-腹模式和前-后模式。因为头发生素在腮弓神经嵴表达，所以它看上去既影响神经嵴细胞沉积软骨，也影响随后的腮弓生长和重建。头发生素在尾鳍神经嵴表达，并且因为神经嵴是鳍生长所必须的，所以头发生素可能作为表皮和间充质的生长因子。

头发生素能以高亲和性结合BMP-4[Piccollo等，细胞，86(1996)12141-12145]并且是BMP的拮抗剂[Re’em-Kalma等，美国国家科学院院报，92(1995)12141-12145；Sasai等，自然，376(1995)333-336；Fainsod等，发育机制，63(1997)39-50]。

脊索素是分泌的多肽并且是有效的背部化和神经诱导因子[美国专利号5,679,783；Sasai等，细胞，79(1994)779-790]。脊索素在施佩曼组织原中表达。脊索素过量表达诱导脊索和神经组织，但不诱导中胚层。然而脊索素可以改变中胚层特化。脊索素的表达和头发生素重叠并且与头发生素作用相似。脊索素拮抗地对BMP-4作用[Fainsod等，EMBO,13(1994)5015-5025]并且以高亲和性结合BMP-4[Piccollo等，细胞，86(1996)589-598]。

卵泡抑制素是分泌的多肽并在施佩曼组织原中表达，并且作为背部化和神经诱导因子，该因子最初被描述为激活素结合蛋白并抑制激活素功能[Nakamura等，科学，247(1990)836-838；Hemmati-Brivanlou等，细胞，79(1994)169-179]。卵泡抑制素也能结合BMP[Fainsod等，发育机制，63(1997)39-50]。

在软骨缺损的病例中，只获得了有限的成功。标准方法是刮除原纤维化关节软骨，清创术，海绵化作用(spongiolaziation)，磨擦软骨成形术，切骨术，微骨折和软骨移植技术如软骨周自体移植、骨膜自体移植。仍旧缺少简单有效的治疗方法[参见综述：Heath和Margari，生物技术和生物工程，50(1996)430-437]。新的治疗方法可能包括软骨细胞移植、生长因子治疗、细胞治疗(美国专利号5,486,359)、基因治疗、新生物材料。目前，这些治疗还不实用。

本发明提供一种软骨修复的方法，其中使用含有成骨因子和骨形态建成蛋白拮抗剂的组合物。