一种治疗哺乳动物的方法，该方法施用生理有效量的胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐，其中所述胰岛素类似物表现出对胰岛素受体同种型Ａ（ＩＲ－Ａ）的结合亲和力是胰岛素受体同种型Ｂ（ＩＲ－Ｂ）的两倍以上。所述胰岛素类似物可为单链胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐，包含胰岛素Ａ链序列或其类似物以及胰岛素Ｂ链序列或其类似物，两者以４－１３个氨基酸的多肽连接。相对于正常胰岛素，单链胰岛素类似物可表现出对ＩＲ－Ａ的体外胰岛素受体结合较高但是对ＩＲ－Ｂ的结合较低，同时表现出对ＩＧＦＲ的结合相对于正常胰岛素较低或相同。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同种型特异性的胰岛素类似物本专利技术系在National Institutes of Health提供的合作协议下由政府资助完 成，合同号NIH R01DK069764、R01-DK74176、以及R01-DK065890。美国政府可能对本专利技术拥 有某些权益。
技术介绍
施用胰岛素早已确定为糖尿病的治疗方法。胰岛素是单链前体胰岛素原的产物， 其中连接区域(35个残基)连接B链的C端残基(残基B30)与A链的N端残基(图1A)。 虽然胰岛素原的结构尚未确定，但是多种迹象表明其由类似胰岛素的核心与无序的连接肽 组成(图1B)。三个特定二硫键(A6-A11，A7-B7，和A20-B19 ；图1B)的形成据信与粗面内 质网(ER)中胰岛素原的氧化折叠相关。胰岛素原从ER输出到高尔基体后不久即组装以形 成可溶的Si2+协调的六聚体。内部蛋白水解消化以及转化为胰岛素发生于未成熟的分泌颗 粒，然后是形态凝聚。通过电子显微术(EM)已观察到成熟存储颗粒中的锌胰岛素六聚体的 结晶阵列。因此天然寡聚体的组装与分解是胰岛素生物合成、存储、分泌、以及功能路径所 固有的。已广泛研究了胰岛素A和/或B链中氨基酸置换对皮下注射后胰岛素功能的药代 动力学的可能有利影响。本领域已知加速或减缓吸收时间过程的置换例子。此类置换(例 如Novalog 中的Asp,和Humalog 中的[LysB28，ProB29])可以并经常与更快的纤维化 和更差的物理稳定性相关。实际上，一系列10种人胰岛素类似物已试验了纤维化易感性， 包括Aspb28-胰岛素和ASPbici-胰岛素。发现所有10种在pH 7. 4和37°C比人胰岛素对更易 于纤维化。所述10种置换位于胰岛素分子的不同位点，并可能与经典热力学稳定性的多种 改变相关。这些结果提示在药学条件下保护胰岛素类似物免于纤维化的置换很少；对其设 计没有明显的结构标准或规则。目前的蛋白纤维化理论认为纤维化机制通过部分折叠的中 间状态进行，然后依次聚集形成淀粉样核。在该理论中，有可能稳定天然状态的氨基酸置换 可能或不能稳定所述部分折叠的中间状态，并且可能或不能升高(或降低)天然状态与中 间状态之间的自由能障碍。因此，现有理论指出胰岛素分子中某一给定氨基酸置换升高或 降低纤维化风险的倾向是高度不可预测的。已知蛋白质例如胰岛素的修饰增加对纤维化的抗性但是削弱生物学活性。例如， “微型胰岛素原”用于描述多种胰岛素原类似物，其包含缩短的连接区域，例如胰岛素A和B 链之间的二肽连接物。也可存在其它置换，例如猪胰岛素中发现的AlaB3°代替人胰岛素中 发现的ThrB3°。该类似物有时系指猪胰岛素前体，或称PIP。微型胰岛素原类似物通常抗纤 维化但是削弱其活性。通常，长度< 4个残基的连接肽以生物学活性为代价阻断胰岛素纤 维化；据报道对胰岛素受体的亲和力降低至少10，000倍。虽然此类类似物可用作重组胰岛 素生产中的中间产物，但其本身不能用于糖尿病治疗。胰岛素通过结合并激活称为胰岛素受体的细胞受体介导其生物学功能。胰岛素受 体的细胞外部分结合胰岛素，而细胞内部分包含激素可激活的酪氨酸激酶结构域。选择性 RNA剪接导致两种截然不同的胰岛素受体(IR)同种型，称为IR-A和IR-B。B同种型包含由 胰岛素受体基因的外显子11编码的α亚基中的12个额外氨基酸。A同种型缺少所述12残基片段。本专利技术涉及优先结合胰岛素受体的一种同种型的胰岛素类似物设计。对胰岛素受体亲和力过低或过高的胰岛素类似物可能在糖尿病治疗中具有不利 的生物学性质。由于胰岛素从血流中的清除主要通过与目标组织胰岛素受体的相互作用调 节，预计受体结合活性低于25%可表现出在血流中的存在时间延长。在快速作用的胰岛素 类似物与食物摄取协调给予以严格控制糖血症中，所述延缓的清除是不利的。这种降低的 亲和力也可降低胰岛素类似物的效力，需要注射更大量的蛋白溶液或使用更高浓度的蛋白 溶液。本专利技术涉及优先结合胰岛素受体的一种同种型的胰岛素类似物设计。相反，对胰岛素受体亲和力高于野生型胰岛素的胰岛素类似物可于改变的信号传 导特性以及改变的激素-受体复合物的细胞加工相关。超活化胰岛素类似物与在目标细胞 表面或细胞内囊泡表面的胰岛素受体之间的复合物延长的停留时间可导致增强的有丝分 裂信号传导。如果氨基酸置换不仅增强该类似物对胰岛素受体的结合，而且增强对I型IGF 受体的结合，则可产生增强的有丝分裂。由于这些原因，需要对胰岛素受体和IGF受体亲和 力与野生型人胰岛素相似的类似物。已描述一种胰岛素修饰(Asp置换HisB1°)增强胰岛素的热力学稳定性，并增强其 对胰岛素受体的亲和力2倍。由于该置换阻断锌的结合并阻止胰岛素二聚体组装成六聚 体，对其作为候选快速作用类似物进行研究。但是，当发现Aspbici-胰岛素表现出增强的有 丝分裂、与胰岛素受体的增强交叉结合、以及对Sprague-Dawley大鼠长期施用后升高的乳 腺肿瘤形成率时，停止了临床开发。由于AspB1°-胰岛素的其它有利特性，并且可能其它胰 岛素类似物也遭遇所述不利特性，因此可能需要一种设计方法以保留所述置换给予的有利 特性，同时避免不利特性。一个具体的实施例可为重新设计胰岛素分子以保留与Asp置换 HisB1°相关的增强的热力学稳定性和受体结合特性，而不引起对I型IGF受体的增强交叉结 合或增强的有丝分裂。虽然胰岛素的主要功能是调节血液中葡萄糖的浓度，但是该激素还调节多种目标 组织和生理反应。典型的目标组织为肌肉、脂肪和肝脏。胰岛素的非典型目标包括胰腺β 细胞，涉及控制食欲、饱腹感和体重的中枢神经系统神经元，外周神经系统神经元，以及涉 及炎症和宿主防御的白细胞。所述组织各表现出IR-A和IR-B表达的特定模式。证据表明 通过IR-A和IR-B的信号传导能够激活不同的受体后路径，导致对胰岛素调节的葡萄糖摄 取、胰岛素调节的基因表达、以及细胞生长和增殖的差异作用。到目前为止，没有胰岛素类似物具有足够特异性区别IR-A和IR-B以达到选择性 激活一种信号传导路径或另一种。野生型胰岛素对结合IR-A比对结合IR-B的亲和力略高 (1到2倍的IR-A结合优先)。此类类似物似乎不能存在，因为两种受体同种型共享负责激 素结合的主要结构域。因为IR-B中存在但IR-A中缺失的蛋白序列仅包含12个氨基酸残 基，并且因为这些残基在激素结合共享位点之外，看起来可能增强或削弱一种胰岛素类似 物与IR-A结合的氨基酸置换将同等调节该胰岛素类似物与IR-B的结合。我们的常规胰岛 素类似物研究(参见下面)与这种预期相符。出乎意料，我们已发现非常规类的胰岛素类似物，能够设计具有修饰的A和B链， 包含A和B链之间缩短的连接肽的那些以优先结合IR-A。此类类似物的总体结构类似胰岛 素原，胰腺β细胞中激素合成的生物合成路径中的胰岛素单链前体。人胰岛素原包含连接 区域，其连接B链的C端残基(残基Β30)与A链的N端残基(图IA和B)，并且本领域不知道缩短该连接结构域的任何同种型特异性作用。与IR-A结合亲和力高于IR-B的胰岛素类似物的一个实施例为野生型人胰岛素 原。虽然观察到4倍的受体结合选择性，但在每种情况下所述结合都被连接结构域显著削 弱，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种治疗哺乳动物的方法，其包含施用生理学上有效量的胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐，其中所述胰岛素类似物表现出对胰岛素受体同种型Ａ（ＩＲ－Ａ）的结合亲和力为对胰岛素受体同种型Ｂ（ＩＲ－Ｂ）的结合亲和力的两倍以上，并且其中所述类似物与衍生所述类似物的野生型胰岛素比较，具有至少三分之一的对ＩＲ－Ｂ的相对结合亲和力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/0469852008年4月22日1.一种治疗哺乳动物的方法，其包含施用生理学上有效量的胰岛素类似物或其生理学 上可接受的盐，其中所述胰岛素类似物表现出对胰岛素受体同种型A(IR-A)的结合亲和力 为对胰岛素受体同种型B(IR-B)的结合亲和力的两倍以上，并且其中所述类似物与衍生所 述类似物的野生型胰岛素比较，具有至少三分之一的对IR-B的相对结合亲和力。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐表现 出对IR-A的结合亲和力为对IR-B的结合亲和力的至少4倍。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐为单 链胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐，其包含胰岛素A链序列或其类似物以及胰岛素 B链序列或其类似物，两者以4-13个氨基酸的多肽连接。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述4-13个氨基酸的多肽具有序列 Gly-Gly-Gly-Pro-Arg-Arg(SEQ. ID. NO. 19)。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐为哺 乳动物胰岛素的类似物。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐为人 胰岛素的类似物。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述胰岛素类似物或其生理学上可接受的盐为以 下的多肽其具有选自具有SEQ. ID. NO. 26和36序列的多肽的序列。8.一种包含单链多肽的胰岛素类似物，其中所述胰岛素类似物表现出对胰岛素受体同 种型A(IR-A)的结合亲和力为对胰岛素受体同种型B(IR-B)的结合亲和力...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·维斯，
申请(专利权)人：卡斯西部储备大学，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。