用于鉴定具有基因毒性的化合物的蛋白表达分析制造技术

技术编号:11049525 阅读:112 留言:0更新日期:2015-02-18 14:42
本发明专利技术涉及用于筛选具有(前-)基因毒性活性的化合物的方法,所述方法通过提供能够表达一组确定的蛋白的系统,用待筛选的化合物温育至少部分系统,并将系统中的蛋白表达与对照系统中的蛋白表达相比较,从而检测(前-)基因毒性活性来进行。本发明专利技术的另一个目的涉及用于通过测定取自哺乳动物的生物样品中确定的蛋白的表达水平来监控发生生理和/或病理状况的可能性的方法,所述状况通过响应给需要这样的治疗的哺乳动物施用的化合物而导致的增殖、分化和/或损伤修复的失调引起、介导和/或传播。本发明专利技术还涉及用于筛选具有(前-)基因毒性活性的化合物的试剂盒,其包含特异性结合标志蛋白的抗体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于筛选具有(前-)基因毒性活性的化合物的方法,所述方法通过提供能够表达一组确定的蛋白的系统,用待筛选的化合物温育至少部分系统,将系统中的蛋白表达与对照系统中的蛋白表达相比较,从而检测(前-)基因毒性活性来进行。本专利技术的另一个方面涉及用于通过测定从哺乳动物取出的生物样品中确定的蛋白的表达水平来鉴定发生生理和/或病理状况的方法,所述状况通过响应给需要这样的治疗的哺乳动物施用的化合物而导致的增殖、分化和/或损伤修复的失调引起、介导和/或传播。本专利技术还涉及用于筛选具有(前-)基因毒性活性的化合物的试剂盒,其包含特异性结合标志蛋白的抗体。化合物的潜在基因毒性的全面评价在化学药品危险性评估和药物开发过程中是非常重要的部分。目前的标准测试组合包括被设计来检测通过多种不同作用机制诱导DNA损伤的化合物的体外和体内测试。需要细菌回复突变测定以及在体外和/或体内利用哺乳动物细胞进行的基因毒性测试。由于在这些测试中被测试为阳性的化合物是潜在人的致癌物,因此基因毒性测试系统的重要性增加。然而,标准测试组合具有低通量,从而需要相当大量的化合物。为此,这些测试在早期药物发现阶段是不太适合的(Westerink等人,2011,Mutat.Res.724,7-21)。通常地,原本不是体内基因毒素或不通过致诱变或DNA反应性机制诱导肿瘤的化学药品在哺乳动物细胞测试中产生假阳性结果,这使人的危险外推复杂化。此外,根据EU REACH法规中的化学药品表征和现代风险评价,机理分析日益变得重要。困难现正在强迫新的体外工具的发展。需要具有增加的特异度(即更少的假阳性结果)而不丢失灵敏度(即检测DNA反应性致癌物和体内基因毒素)的新型基因毒性测试系统(Kirkland等人,2005,Mutat.Res.584,1-256;Kirkland等人,2006,Mutat.Res.608,29-42;Kirkland等人,2008,Mutat.Res.653,99-108)。因此,形成本专利技术的基础的技术问题是提供用于筛选化合物的方法,所述方法有效地使得能够鉴定和表征它们的基因毒性和/或前基因毒性性质。本专利技术的另一个问题是提供用于检测基因毒性和/或前-基因毒性活性的试剂盒。本专利技术通过提供用于筛选具有基因毒性和/或前-基因毒性活性的化合物的方法来解决问题,所述方法包括测定至少两种蛋白(选自p-p53(Ser15)、p21、p-H2A.X(Ser139)、p-ATM(Ser1981)、p-Chk1(Ser345)、p-ATR(Ser428)、p-cdc2(Thr14/Tyr15)、Gadd45a和p-Chk2(Thr68))的活性形式在利用一种或多种化合物温育的系统中的表达水平相对于所述蛋白在大体上未用所述化合物或相同浓度的所述化合物温育的系统中的表达水平的步骤。本专利技术人已令人惊讶地显示至少两种所述蛋白的组合与基因毒性相关。因此,前述多种标志蛋白代表新型基因毒性标志物,所述标志物十分适合用于区分基因毒性的阶段。下面的蛋白(the underlying proteins)被选择为差异表达分析的结果。通过针对未处理细胞的独特差异来表征所有蛋白的表达,其中经处理的细胞显示体现于上调的差异。在本领域中已描述了所测定的蛋白的序列和其它特征,但在本专利技术的定义的组合中缺乏与基因毒性的联系。配对标志蛋白组合(任选地补充以另外的标志蛋白)的任一个可用于最大限度的测试可靠性。蛋白可能以另一种方式命名,但唯一地通过被许多数据库例如UniProt、SwissProt等(参考资料表1;Zhou和Bartek,2004,Nat Rev Cancer4,216-25)普遍接受并已于其中注册的登录号来定义。虽然所鉴定的9种蛋白参与DNA-损伤-反应信号-传导网络,但它们并不一定如目前已知的,以它们的实体在功能或位置上发生关联,但不排除这样的联系出现在组的单个成员或更多成员之间。DNA-损伤-反应信号-传导网络由至少两个不同的途径组成:共济失调性毛细血管扩张症突变激酶(ATM)和共济失调性毛细血管扩张突变及Rad3相关(ATR)途径。响应损伤的DNA,ATM途径通过ATM在Ser1981上的自磷酸化来起始。ATM通过数种蛋白的磷酸化来调节细胞周期检查点和DNA修复。ATR途径响应DNA双链断裂(DSB)(尽管比ATM慢)和干扰DNA复制叉的化学药品。存在可导致ATR活化的两个可磷酸位点(p-ATR(Ser428)和p-ATR(Thr1989))。最初识别异常DNA结构并活化DNA损伤反应网络的传感器还不清楚。DNA损伤反应的极早期事件是通过ATM在Ser139上对组蛋白H2A.X进行的磷酸化。磷酸化H2A.X在DNA损伤位点上积累,并招募多种DNA损伤反应和DNA修复信号。DNA双链断裂诱导ATM对Chk2在Thr68和该区域中的其它位点上的磷酸化,这导致p53-依赖性或不依赖于p53的细胞周期停滞和/或细胞凋亡。p53在位置Ser15上的磷酸化(特别地通过ATM)阻止了mdm2结合的能力并阻止其降解。磷酸化,从而被激活的p53用作数个基因(包括蛋白p21以及生长停滞和DNA损伤诱导蛋白a(Gadd45a)的基因)的转录因子。P21抑制导致细胞周期在G1期停滞的不同细胞周期蛋白依赖性激酶。此外,p21抑制PCNA并中断DNA复制。诱导的细胞核Gadd45a与细胞周期蛋白依赖性激酶2(cdc2)相互作用,并导致其从cdc2/cyclin B1复合物解离。游离细胞周期蛋白B1被输出至细胞质内,并通过泛素化降解。Gadd45a从而抑制cdc2激酶活性,细胞保持在进入有丝分裂的过渡期。除了cdc2激酶的Gadd45a介导的抑制外,还发生通过Chk1的调节。Chk1可被激酶ATM和ATR激活,但Chk1在Ser345和Ser317的磷酸化通过ATR来进行。Chk1能够在Ser216上磷酸化磷酸酶Cdc25C,这使cdc2在Thr14和Tyr15上不能丢失抑制磷酸化,并且细胞保持在G2/M过渡期。如上论述的蛋白和相关分子的分析显示例如响应HepG2细胞对(前-)基因毒性剂的暴露的细胞死亡和存活的复杂调控。主要受影响的过程包括细胞周期调控、细胞增殖和细胞凋亡。经发现被差异调控的蛋白可多半被赋予促细胞凋亡和抗增殖功能。数据显示响应化合物诱导的DNA损伤的细胞周期停滞和程序化细胞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于就基因毒性和/或前基因毒性活性筛选化合物的方法,包括测定用一种或多种化合物温育的系统中相对于未用所述化合物温育的系统,选自p‑p53(Ser15)、p21、p‑H2A.X(Ser139)、p‑ATM(Ser1981)、p‑Chk1(Ser345)、p‑ATR(Ser428)、p‑cdc2(Thr14/Tyr15)、Gadd45a和p‑Chk2(Thr68)的至少两种蛋白的活性形式的表达水平的步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.13 US 61/659,0241.一种用于就基因毒性和/或前基因毒性活性筛选化合物的方
法,包括测定用一种或多种化合物温育的系统中相对于未用所述化合物
温育的系统,选自p-p53(Ser15)、p21、p-H2A.X(Ser139)、p-ATM
(Ser1981)、p-Chk1(Ser345)、p-ATR(Ser428)、p-cdc2
(Thr14/Tyr15)、Gadd45a和p-Chk2(Thr68)的至少两种蛋白的活性
形式的表达水平的步骤。
2.权利要求1的方法,其中测定至少蛋白p-p53(Ser15)和p21
的表达水平。
3.权利要求1或2的方法,其中测定至少蛋白p-p53(Ser15)、
p21、p-H2A.X(Ser139)、p-ATM(Ser1981)和p-Chk1(Ser345)的
表达水平。
4.权利要求1至3的任一项的方法,其中测定蛋白p-p53
(Ser15)、p21、p-H2A.X(Ser139)、p-ATM(Ser1981)、p-Chk1
(Ser345)、p-ATR(Ser428)、p-cdc2(Thr14/Tyr15)、Gadd45a和
p-Chk2(Thr68)的表达水平。
5.权利要求1至4的任一项的方法,其中通过免疫荧光染色或
Luminex技术测定表达水平。
6.权利要求1至5的任一项的方法,其中用化合物温育的系统中
相对于未用所述化合物温育的系统的至少一种所述蛋白的表达水平的升
高表示所述活性。
7.权利要求6的方法,其中所述表达水平升高至少1.5倍。
8.权利要求7的方法,其中施用降低的浓度的化合物以提供具有
1至1.1倍的表达水平。
9.权利要求1至8的任一项的方法,其中以至少80%的灵敏度和
/或特异度筛选具有所述活性的化合物。
10.权利要求1至9的任一项的方法,其中具有最低(前-)基因
毒性的化合物或非-(前-)基因毒性化合物被鉴定,并且其中表达水平

\t的最低升高或无升高表明所述化合物,其适合用于其期望的用途。
11.一种用于给患者施用治疗性化合物的方法,包括利用一系列化
合物进行权利要求1至10的任一项的方法,鉴定不具有基因毒性和前-
基因毒性活性的化合物,以及给需要所述化合物的期望的用途的患者施
用所述化合物。
12.用于监控发生癌症、肿瘤、转移和/或血管生成障碍的可能性
的方法,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·O·穆勒Y·迪茨
申请(专利权)人:默克专利股份有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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