GLP-1R/GCGR双靶点激动剂多肽治疗脂肪肝病、高脂血症和动脉硬化制造技术

本发明专利技术涉及一类具有胰高血糖素样肽‑1受体(Glucagon‑like peptide‑1receptor，GLP‑1R)和胰高血糖素受体(Glucagon receptor，GCGR)双激动效应的多肽化合物的用途，其具有高酶解稳定性、高生物活性、无不良反应等特点，能够降低因糖尿病以及高脂膳食诱发的血中总胆固醇和甘油三酯水平异常升高，降低肝酶水平，改善肝脏损伤和纤维化程度，并可用于预防或治疗非酒精性脂肪肝病、高脂血症、动脉硬化等疾病。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物化学
，具体地，涉及一类GLP-1R/GCGR双靶点激动剂多肽。本专利技术还涉及上述双靶点激动剂多肽对非酒精性脂肪肝病、高脂血症、动脉硬化等疾病的预防和/或治疗用途。
技术介绍
非酒精性脂肪肝病(NAFLD)是一种非酒精过量导致的渐进性的复杂的肝脏疾病：从脂肪变性，非酒精性肝炎(NASH)，进一步发展为肝纤维化(Fibrosis)和肝硬化(Cirrhosis)，甚至最终发展成肝细胞癌或肝衰竭。全球NAFLD患病率在过去30年中翻了一番：其中，中国的NAFLD患者已达2.7亿人。单纯的脂肪变性与短期的发病率或死亡率增加并没有相关性，然而NASH患者最终进展为肝硬化、肝衰竭和肝细胞癌的风险显著增加。NASH所引起的肝硬化是目前肝移植的主要原因之一。另外，在NASH患者中肝病所致的心血管疾病发病率和死亡率较正常人群显著增加。日益增长的NAFLD发病率势必会造成有限医疗资源的进一步紧张和消耗。NASH被广泛认为是诸如II型糖尿病、胰岛素抵抗、中央性肥胖、高脂血症和高血压等代谢综合征的肝脏表现。糖脂代谢异常可以引起糖尿病、NASH和动脉粥样硬化等疾病。而NASH的形成会进一步加重糖尿病及其动脉粥样硬化相关的血管并发症等疾病，最终引起脏器纤维化和功能衰竭。目前仍然缺乏有效的治疗NAFLD/NASH的药物，PPAR-γ类胰岛素增敏剂、奥贝胆酸等法尼酯衍生物X受体(FXR)激动剂作为新型的在研药物，其长期使用安全性以及治疗有效性均有待进一步证明(Armstrong MJ,Gaunt P,Aithal GP,et al.Lancet,2015.doi:10.1016/S0140-6736(15)00803-X.)。多肽药物具有如下的优点：首先，它们多数源于内源性肽或其他天然肽，结构清楚，作用机制明确；其次，它们与一般小分子药物相比，活性更高、用药剂量更小、毒副作用更低，而且代谢终产物为氨基酸，无毒副作用；第三，它们与 外源蛋白质相比，免疫原性较低，可以化学合成，产品纯度高，质量可控；第四，多肽药物往往能规避胃肠道消化，克服蛋白质分子被消化酶破坏从而不能口服的弊端。胰高血糖素样肽-1(Glucagon-like peptide-1,GLP-1)是一种葡萄糖依赖性肠促胰岛素。人GLP-1来源于胰高血糖素原(Proglucagon)。胰高血糖素原由158个氨基酸组成，在不同的部位被切割成不同的肽链。GLP-1结合胰岛β细胞上的GLP-1受体(GLP-1R)后，激活细胞膜内环腺苷酸(cAMP)和丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)通路，与葡萄糖协同刺激胰岛素合成和分泌。除此以外，GLP-1还具有保护和促进胰岛β细胞增殖，改善胰岛素敏感性，抑制胰高血糖素分泌，抑制胃排空，降低食欲，抑制食物摄入，控制体重的药理功能。由于天然人GLP-1的半衰期很短，没有成药性，因此需要对天然GLP-1进行结构优化和修饰，以提高这类药物的生物半衰期。这类的GLP-1衍生物在结构上与GLP-1相似，并且在功能上和GLP-1相似，能结合并激活GLP-1R，因此被称作GLP-1类似物或者GLP-1R激动剂。在NASH的啮齿类动物模型中，GLP-1类似物能够降低肝酶水平和氧化应激、改善肝脏脂质代谢紊乱、抑制脂质氧化、并改善肝脏组织学损伤程度(Trevaskis JL,Griffin PS,Carrie W,et al.Ajp Gastrointestinal&Liver Physiology,2012,302(8):G762-72.)。Liraglutide(利拉鲁肽)，一种长效GLP-1类似物，能显著改善NAFLD和NASH患者的临床症状，同时可以显著降低肥胖患者体重，改善血糖异常。(Armstrong MJ,Gaunt P,Aithal GP,et al.Lancet,2015.doi:10.1016/S0140-6736(15)00803-X.)。然而，至今，GLP-1类似物的药代动力学及安全性均不明确，引入的外源化学基团究竟如何代谢、如何排泄、对人体有何影响，均不明确，尚待进一步研究。胰高血糖素(Glucagon)是一种由胰岛α细胞分泌的激素，由一条长度为29个氨基酸的单链多肽组成。胰高血糖素通过特异性结合肝脏和肝肾上的靶细胞表面的胰高血糖素受体(GCGR)，激活细胞内的腺苷酸环化酶(adenylate cyclase)，提高细胞内的cAMP水平，发挥生理效应。胰高血糖素是一种促进分解代谢的激素，短期注射胰高血糖素能促进糖原分解和糖异生作用，使血糖升高。胰高血糖素与胰岛素是一对作用相反的激素，在维持 血糖稳态上构成负反馈调节环路。更为重要的是，动物和人体实验结果表明注射胰高血糖素以长期激活GCGR能够降低食欲，刺激脂肪酸分解，显著提高脂肪组织的能量消耗(Campbell JE,Drucker DJ.Nature ReviewsEndocrinology,2015,11(6):329–338.)。提高多肽的体内半衰期，降低多肽给药频率的最常用的手段是缀合单甲氧基聚乙烯二醇(methoxypoly ethylene glycol，mPEG)，通过增加多肽分子排阻体积，降低药物分子的肾脏过滤清除率，从而延长mPEG修饰后的药物血浆半衰期，降低给药频率。然而这种方法造成大部分蛋白质的生物活性有不同程度的降低。更危险的是，mPEG是一种人体不能代谢的分子，由其衍生的多肽蛋白类药物可导致肾脏的空泡化(Bendele A,Seely J,Richey C,et al.Toxicological Sciences,1998,42(2):152-157.)。目前，mPEG的毒性往往被极大限度地忽视。因而开发安全有效的多肽药物对临床治疗非酒精性脂肪肝病这种需要长期用药的慢性疾病十分必要。
技术实现思路
本专利技术人在早先的中国专利申请号201510237027.7中，通过对胃泌酸调节素(Oxyntomudulin,OXM)分子进行了改造，获得了作为胃泌酸调节素类似物的一类GLP-1R/GCGR双靶点激动剂，其具有更长的半衰期，促胰岛素活性，无不良反应，可用于糖尿病等疾病的治疗。本专利技术继续深入实验，并提供了该类GLP-1R/GCGR双靶点激动剂多肽的新生物活性及其治疗和适应症用途。本专利技术的目的在于提供该类GLP-1R/GCGR双靶点激动剂多肽在抑制和改善非酒精性脂肪肝炎和肝纤维化包括肝硬化方面的生物活性及治疗用途。本专利技术人经过大量的实验研究，证明该类GLP-1R/GCGR双靶点激动剂多肽能够显著抑制体外人肝星状细胞LX-2的活化，提示活性多肽具有良好的体外抗肝纤维化效应。同时该类多肽可以显著抑制CCl4诱导的小鼠肝纤维化。此外，该类多肽可以显著改善高脂饮食诱导的小鼠脂肪肝和db/db糖尿病小鼠肝脏脂肪样变性和非酒精性脂肪炎症。本专利技术的另一个目的在于提供该类GLP-1R/GCGR双靶点激动剂多肽在抑制和改善脂肪肝合并的肝纤维化方面的生物活性及治疗用途。专利技术人经过 大量的实验研究，证明该类GLP-1R/GCGR双靶点激动剂多肽能够显著有效抑制高脂饮食诱导的小鼠肝脏脂质和胶原沉积，提示该类多肽能够抑制脂肪肝合并的肝纤维化。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
GLP‑1R/GCGR双激动剂多肽在制备用于预防或治疗非酒精性脂肪肝病、高脂血症和动脉硬化的药物中的应用，所述多肽具有以下氨基酸序列表示的母体肽：His‑Xaa2‑Gln‑Gly‑Thr‑Phe‑Thr‑Ser‑Asp‑Xaa10‑Ser‑Lys‑Xaa13‑Leu‑Asp‑Xaa16‑Xaa17‑Xaa18‑Ala‑Xaa20‑Xaa21‑Phe‑Xaa23‑Xaa24‑Trp‑Leu‑Xaa27‑Xaa28‑Xaa29‑Xaa30‑Xaa31‑Xaa32‑Xaa33‑Xaa34‑Xaa35‑Xaa36‑Xaa37‑Xaa38‑Xaa39‑Xaa40‑COR1其中，R1＝‑NH2或‑OH；Xaa2＝Aib，Ser或D‑Ser；Xaa10＝Lys或Tyr；Xaa13＝Lys或Tyr；Xaa16＝Ser，Aib，Lys或Glu；Xaa17＝Lys或Arg；Xaa18＝Arg或Ala；Xaa20＝His，Gln或Lys；Xaa21＝Asp或Glu；Xaa23＝IIe，Leu或Val；Xaa24＝Glu或Gln；Xaa27＝Met，Leu，NIe或不存在；Xaa28＝Ser，Asp，Asn，Arg或不存在；Xaa29＝Ala，Gly，Thr或不存在；Xaa30＝Gly或不存在；Xaa31＝Gly或不存在；Xaa32＝Pro或不存在；Xaa33＝Ser或不存在；Xaa34＝Ser或不存在；Xaa35＝Gly或不存在；Xaa36＝Ala或不存在；Xaa37＝Pro或不存在；Xaa38＝Pro或不存在；Xaa39＝Pro或不存在；Xaa40＝Ser或不存在；其中，Xaa10，Xaa16，Xaa17或Xaa20中至少一个为Lys，所述至少一个Lys或所述序列的第12位Lys的侧链与亲脂性的取代基相连，连接方式为所述亲脂性的取代基以其羧基与一个桥接基团的氨基形成酰胺键，桥接基团的氨基酸残基的羧基与母体肽的Lys的N‑末端残基上形成一个酰胺键连接到母体肽上，所述桥接基团为Glu，Asp和/或(PEG)m，其中m为2‑10的整数；所述亲脂性取代基为选自CH3(CH2)nCO‑或HOOC(CH2)nCO‑的酰基，其中n是10‑24的整数。...

【技术特征摘要】
1.GLP-1R/GCGR双激动剂多肽在制备用于预防或治疗非酒精性脂肪肝病、高脂血症和动脉硬化的药物中的应用，所述多肽具有以下氨基酸序列表示的母体肽：His-Xaa2-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Xaa10-Ser-Lys-Xaa13-Leu-Asp-Xaa16-Xaa17-Xaa18-Ala-Xaa20-Xaa21-Phe-Xaa23-Xaa24-Trp-Leu-Xaa27-Xaa28-Xaa29-Xaa30-Xaa31-Xaa32-Xaa33-Xaa34-Xaa35-Xaa36-Xaa37-Xaa38-Xaa39-Xaa40-COR1其中，R1＝-NH2或-OH；Xaa2＝Aib，Ser或D-Ser；Xaa10＝Lys或Tyr；Xaa13＝Lys或Tyr；Xaa16＝Ser，Aib，Lys或Glu；Xaa17＝Lys或Arg；Xaa18＝Arg或Ala；Xaa20＝His，Gln或Lys；Xaa21＝Asp或Glu；Xaa23＝IIe，Leu或Val；Xaa24＝Glu或Gln；Xaa27＝Met，Leu，NIe或不存在；Xaa28＝Ser，Asp，Asn，Arg或不存在；Xaa29＝Ala，Gly，Thr或不存在；Xaa30＝Gly或不存在；Xaa31＝Gly或不存在；Xaa32＝Pro或不存在；Xaa33＝Ser或不存在；Xaa34＝Ser或不存在；Xaa35＝Gly或不存在；Xaa36＝Ala或不存在；Xaa37＝Pro或不存在；Xaa38＝Pro或不存在；Xaa39＝Pro或不存在；Xaa40＝Ser或不存在；其中，Xaa10，Xaa16，Xaa17或Xaa20中至少一个为Lys，所述至少一个Lys或所述序列的第12位Lys的侧链与亲脂性的取代基相连，连接方式为所述亲脂性的取代基以其羧基与一个桥接基团的氨基形成酰胺键，桥接基团的氨基酸残基的羧基与母体肽的Lys的N-末端残基上形成一个酰胺键连接到母体肽上，所述桥接基团为Glu，Asp和/或(PEG)m，其中m为2-10的整数；所述亲脂性取代基为选自CH3(CH2)nCO-或HOOC(CH2)nCO-的酰基，其中n是10-24的整数。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述桥接基团为Glu-(PEG)m或Asp-(PEG)m或(PEG)m。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述桥接基团在所述氨基酸序列的残基对12与16、16与20、17与21或者20与24侧链之间形成分子桥。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于与所述亲脂性取代基连接的Lys被HomoLys、Orn、Dap或Dab代替。5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述母体肽的氨基酸序列为：His-Xaa2-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Xaa10-Ser-Lys-Xaa13-Leu-Asp-X...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋先兴，王锐，
申请(专利权)人：深圳市图微安创科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44