己糖激酶2特异性抑制剂在急性中枢神经系统损伤疾病中的应用技术方案

本发明专利技术属于生物医药领域，涉及己糖激酶特异性抑制剂在防治急性中枢神经系统损伤疾病中的应用。本发明专利技术首次发现己糖激酶2特异性抑制剂以及选择性基因敲低己糖激酶2均可通过抑制小胶质细胞介导的神经炎症反应，有效减轻大鼠中脑动脉栓塞所造成的脑损伤，表明各种选择性抑制己糖激酶2的药物具备神经保护作用。

Application of hexokinase 2 specific inhibitors in acute central nervous system injury diseases

The invention belongs to the field of biological medicine and relates to the application of hexokinase specific inhibitors in the prevention and treatment of acute central nervous system injury diseases. The present invention found that hexokinase 2 specific inhibitors and selective knockdown of hexokinase 2 can neuroinflammatory response inhibition of microglial cells for the first time, effectively reduce the brain damage of rats caused by middle cerebral artery embolism, show that drug selective inhibition of hexokinase 2 has neuroprotective effect.

【技术实现步骤摘要】
己糖激酶2特异性抑制剂在急性中枢神经系统损伤疾病中的应用
本专利技术属于生物医药领域，涉及己糖激酶2特异性抑制剂等在防治急性中枢神经系统损伤疾病中的应用。
技术介绍
脑卒中又称脑中风，是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管堵塞导致脑血流减少而引起脑组织损伤的一种疾病，包括缺血性和出血性脑中风，其中缺血性脑中风占总病例的85%左右。目前组织型纤溶酶原激活剂（t-PA）是FDA批准用于抗中风的药物。但t-PA只适用于中风发生后的3-6小时内，同时患者接受治疗后也存在脑出血和脑水肿的风险，这些缺陷使得t-PA的应用十分受限，并且受益患者也非常少。因此安全有效的能用于急性缺血性脑中风防治的药物显得备受期待。急性缺血性脑卒中后免疫系统介导的炎症反应是一个被广泛研究的治疗靶点。但目前以此机制为治疗靶点的药物在临床试验中的结果并不理想。例如：芬戈莫德（Fingolimod）和那他珠单抗（Natalizumab）这些针对外周免疫系统炎症反应的药物尽管可有效抑制淋巴细胞向脑实质的渗透，但临床试验结果显示接收治疗后并不能使得中风患者群体受益。因此，对缺血后小胶质细胞所介导的中枢神经系统炎症反应进行深入探索可望为急性缺血性脑卒中的防治提供新的治疗靶点和策略。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人通过筛选获得了一系列糖酵解通路基因，鉴定出己糖激酶2的选择性上调介导了缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程。专利技术人证实，具有己糖激酶2选择性抑制活性的一系列生物活性物质可抑制缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程。而且，专利技术人还发现，己糖激酶1和己糖激酶3干扰不能抑制缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程。因此，本专利技术一方面提供己糖激酶2特异性抑制剂在制备预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的药物中的应用。本专利技术另一方面提供包含己糖激酶2特异性抑制剂的组合物在制备预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的药物中的应用。本专利技术再一方面提供一种预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的方法，所述方法包括向有需要的对象施用预防有效量或治疗有效量的己糖激酶2特异性抑制剂或包含己糖激酶2特异性抑制剂的组合物。本专利技术发现了己糖激酶2特异性抑制剂在防治急性中枢神经系统损伤疾病中的神经保护作用。细胞学实验和体内动物实验表明选择性己糖激酶2上调表达调控了缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程以及缺血后小胶质细胞介导的神经炎症反应，而己糖激酶2选择性抑制剂和基因敲低都可显著抑制小胶质细胞介导的炎症反应从而发挥神经保护作用。附图说明图1：缺氧所引起的糖酵解通路的增强对于小胶质细胞的激活是必须的。图2：缺氧诱导的小胶质细胞激活过程涉及到己糖激酶家族成员的上调表达。图3：己糖激酶2干扰能有效抑制由缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程。图4：己糖激酶1和己糖激酶3干扰不能抑制缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程。图5：丙酮酸激酶M2亚型（PKM2）干扰不能抑制缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程。图6：己糖激酶2抑制剂氯尼达明能有效抑制由缺氧诱导的小胶质细胞的激活过程。图7：己糖激酶2的上调表达导致组蛋白乙酰化的增加和促炎细胞因子Il1b的转录表达。图8：氯尼达明有效保护大鼠免于中脑动脉梗塞所造成的脑损伤。图9：体内基因敲低己糖激酶2有效保护大鼠免于中脑动脉梗塞所造成的脑损伤。具体实施方式以下实施方式是对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的实施方式不局限于以下的实施例介绍，凡依照本专利技术的原理或理念所作的等同的变化或变通都应视为本专利技术保护的范畴。在一个方面，本专利技术提供一种己糖激酶2特异性抑制剂在制备预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的药物中的应用。所述己糖激酶2特异性抑制剂是指能够特异性或选择性抑制己糖激酶2（也称为己糖激酶II或HK2）的生物学活性的物质。在一些实施方式中，所述己糖激酶2特异性抑制剂包括己糖激酶2的抗体或其片段。所述抗体是指能够特异性结合至己糖激酶2并抑制或淬灭己糖激酶2的活性的蛋白质。抗体的片段可包括例如Fab、Fab'、(Fab')2和Fv。抗体或其片段的生产及纯化在本领域是已知的。在一些实施方式中，本专利技术所述的己糖激酶2抗体还可以编码该抗体的氨基酸序列、核苷酸序列、包含该核苷酸序列或氨基酸序列的表达载体的形式存在。在一些实施方式中，本专利技术所述的己糖激酶2抗体还可以融合蛋白的形式存在于表达载体或宿主细胞中。在一些实施方式中，所述己糖激酶2特异性抑制剂包括能够特异性抑制己糖激酶2的mRNA翻译的物质，或能够特异性降解己糖激酶2的mRNA的物质，例如siRNA，shRNA、miRNA或其修饰物，从而通过RNAi机制干扰己糖激酶2的合成。siRNA，shRNA或miRNA可通过体外合成技术获得，这在本领域是熟知的。在一些实施方式中，本专利技术所述siRNA，shRNA或miRNA存在于特定载体中，例如细胞中。在一些实施方式中，所述急性中枢神经系统损伤疾病是指由急性缺血或缺氧引起的中枢神经系统损伤的疾病或病症，包括但不限于，急性脊柱损伤、脑外伤、视网膜损伤、缺氧性脑损伤、急性缺血性脑损伤、缺血性脑卒中、缺氧性脑卒中、新生儿缺氧缺血性脑病、中毒性脑病、急性脑梗塞、腔隙性脑梗死、短暂性脑缺血发作、重型颅脑损伤、脑脊髓手术和脑脊髓放疗等导致的脑、脊髓神经损伤。在另一个方面，本专利技术提供包含己糖激酶2特异性抑制剂的组合物在制备预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的药物中的应用。在一些实施方式中，所述组合物中所包含的己糖激酶2特异性抑制剂如上所述，并且该组合物还可包含其他己糖激酶2抑制剂。所述其他己糖激酶2抑制剂包括但不限于，2-脱氧葡萄糖；氯尼达明（Lonidamine）；3-溴丙酮酸（bromopyruvicacid）；6-磷酸葡萄糖（glucose6-phosphate）；伊马替尼（Imatinib）；5-硫代葡萄糖（5-thio-glucose）；茉莉酮酸甲酯（methyljasmonate）。本专利技术再一方面提供一种预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的方法，所述方法包括向有需要的对象施用预防有效量或治疗有效量的己糖激酶2特异性抑制剂或包含己糖激酶2特异性抑制剂的组合物。在一些实施方式中，所述对象是指哺乳动物对象，例如人类。所述施用是指通过皮下、经皮、肌内、静脉内、动脉内、舌下、口腔、胃肠道等给药方式将药物用于例如人体。在一些实施方式中，可通过基因疗法将己糖激酶2特异性抑制剂（例如核酸形式）施用至被治疗或预防的对象。本专利技术再一方面提供一种预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的方法，所述方法包括有此需要的对象体内选择性或特异性降低或灭活己糖激酶2的活性。所述降低或灭活己糖激酶的活性可通过例如基因工程手段降低或消除己糖激酶2蛋白质的表达来实现。一个示例性的手段为通过定点突变改变己糖激酶2编码核苷酸的序列。另一个示例性的手段为通过RNAi技术干扰己糖激酶2的mRNA的翻译过程。任何本领域技术人员已知的在细胞内降低特定蛋白质表达的方法预期都可以用于本专利技术的方法中。在没有特别指明的情况下，本专利技术采用的材料及实验方法为常规材料及方法。实施例1缺氧所引起的糖酵解通路的增强对于小胶质细胞的激活是必须的材料：小鼠BV2小胶质细胞株，高糖DMEM培养基(Gibco,11965-118)，胎牛血清(Gibco,10099-141)，2-脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种己糖激酶2特异性抑制剂在制备预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的药物中的应用。

【技术特征摘要】
1.一种己糖激酶2特异性抑制剂在制备预防和治疗急性中枢神经系统损伤疾病的药物中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其中所述己糖激酶2特异性抑制剂为己糖激酶2的抗体或其片段、或干扰己糖激酶2的mRNA的siRNA、shRNA、miRNA或其修饰物。3.根据权利要求2所述的应用，其中所述己糖激酶2的抗体以编码该抗体的氨基酸序列、核苷酸序列、或包含该核苷酸序列或氨基酸序列的表达载体的形式存在。4.根据权利要求3所述的应用，其中所述己糖激酶2抗体以融合蛋白的形式存在于表达载体或宿主细胞中。5.根据权利要求3所述的应用，其中所述抗体的片段为Fab、Fab'、(Fab')2或Fv。6.根据权利要求2所述的应用，其中所述siRNA、shRNA、miRNA或其修饰物存在于特定的载体中。7.根据权利要求1所述的应用，其中所述急...

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛，银巍，卢秉政，盛龙祥，陈文礼，苏兴文，孙虹嘉琪，陈玉嫔，薛冬冬，颜光美，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44