本发明专利技术涉及结合至肌生成抑制素的基于纤连蛋白的支架结构域蛋白。本发明专利技术还涉及这些蛋白在治疗性应用中治疗肌营养不良症、恶病质、少肌症、骨关节炎、骨质疏松症、糖尿病、肥胖症、COPD、慢性肾病、心脏衰竭、心肌梗塞和纤维化的用途。本发明专利技术进一步涉及包含此类蛋白的细胞、编码此类蛋白或其片段的多核苷酸和包含编码所述蛋白的多核苷酸的载体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】结合至肌生成抑制素的基于纤连蛋白的支架结构域蛋白 相关申请的引用 本申请主张2012年9月13日申请的题为〃Fibronectinbasedscaffolddomain proteinsthatbindtomyostatin〃的美国临时申请号 61/700,697 和 2013年 3 月 13 日 串请的题为"Fibronectinbasedscaffolddomainproteinsthatbindtomyostatin" 的美国临时申请号61/780, 005的优先权，其各自的全部内容通过引用并入本文。 专利
本专利技术涉及结合肌生成抑制素的基于纤连蛋白的支架结构域蛋白。本专利技术还涉及 该创造性蛋白在治疗性应用中治疗肌肉损耗（muscle-wasting)疾病和代谢障碍的用途。 本专利技术进一步涉及包含此类蛋白的细胞、编码此类蛋白或其片段的多核苷酸和包含编码该 创造性蛋白的多核苷酸的载体。 专利技术背景 肌生成抑制素，也称为生长和分化因子-8 (⑶F-8)，其是分泌型生长因子的转化生长 因子(TGF-0)超家族的成员。肌生成抑制素具有为TGF-0家族蛋白所共有的所有 结构特征：充当分泌信号的疏水性氨基端、九个无变化半胱氨酸残基和"RXXR"弗林蛋白酶 (furin)型蛋白水解处理位点。蛋白的蛋白水解裂解产生C端结构域，其形成作为肌生成抑 制素的生物学活性形式的同型二聚体（Thies等人，Croffd/Actors2001 ;18(4) :251_9)。 来自多种脊椎动物物种的肌生成抑制素氨基酸序列的C端片段的比对揭示该蛋白在人、 猴、奶牛、犬、小鼠、大鼠、火鸡和鸡之间高度保守（100%同一性）（McPherron等人PNAS，94 : 12457-61，1997)。 肌生成抑制素表达主要限于骨骼肌和脂肪组织，其中其已显示为骨骼肌发育的负 性调节剂（LeeLS,ImmunolEndocrMetabAgentsMedChem.2010 ; 10 :183-194)。在哺 乳动物中，骨骼肌似乎是肌生成抑制素的主要目标组织，其中其结合至细胞表面受体，引起 肌肉损失。肌生成抑制素遗传性缺失的小鼠和牛表现出骨骼肌质量的显著增加，即"双肌 性〃表型，因此支持肌生成抑制素在抑制肌肉生长中的作用（McPherron和Lee, 他以 Jcat/ 5W"夕A2003 年 12 月 23 日；100 (26) : 15842-6)。比利时蓝牛（BelgianBlue)和 皮尔蒙特牛（Piedmontesecattle)品种中的肌肉肥大是由于牛肌生成抑制素基因的第三 外显子内的错义突变（Bass等人，乂 1999 ;17(2_3) :191_7)。肌 生成抑制素抑制剂的转基因过表达也引起过度肌肉发达。这些动物中的肌肉生长增强是由 于细胞数目（或增生性生长）和细胞大小（或肥大性生长，其引起较大和较重肌纤维）两 者的增加。由于肌生成抑制素突变所导致的骨骼肌质量增加也已在人中有报导。肌生成抑 制素抑制在出生后阶段和成年时均有效地增加骨骼肌质量和强度。 骨骼肌质量和强度的增加也与正性影响身体组成、能量消耗、葡萄糖内稳定和胰 岛素需求的代谢适应相关。遗传和药理学发现均表明肌生成抑制素调节能量代谢且其抑制 可显著减轻代谢疾病（包括肥胖症和糖尿病）的进展。例如，肌生成抑制素缺失小鼠在与同 龄野生型小鼠相比时表现出体脂肪积累减少（McPherron和Lee,J.JCI109:595，2002)。 该体脂肪降低是脂肪细胞数目和大小减小的表现，表明肌生成抑制素在脂肪生成以及肌发 生中的显著作用。 因此，肌生成抑制素是用于治疗以下的治疗性或预防性干预的所需目标：将得益 于肌肉质量、肌肉强度和/或代谢增加的病症或病况（例如，肌营养不良症、虚弱、废用性 萎缩和恶病质）、与肌肉损耗相关的病症（例如肾病、心脏衰竭或疾病和肝病）和代谢障碍 (例如II型糖尿病、代谢综合征、肥胖症和骨关节炎）。 因此，将有利的是，获得结合肌生成抑制素的改善的纤连蛋白结构域支架蛋白以 用于例如代谢障碍、肌肉损耗病症和由于不活动所导致的肌肉损失的治疗性治疗。 专利技术概述 本专利技术至少部分基于结合且拮抗肌生成抑制素的粘附蛋白（Adnectin)的发现。具体 而言，本专利技术的抗肌生成抑制素粘附蛋白抑制肌生成抑制素活性，由此影响下游SMAD信号 传导。对本专利技术的一些抗肌生成抑制素粘附蛋白的改变的SMAD信号传导作出解释的一个 机制涉及抑制Alk4募集至肌生成抑制素-ActRIIb复合物，其生理后果是肌肉体积和体重 增加。在一个方面，本专利技术提供一种多肽，其包含纤连蛋白第十III型结构域C°Fn3)，其 中WFnS具有至少一个选自以下的环：相对于人WFnS结构域的相应环的序列氨基酸序列改 变的环BC、DE和FG，且其中该多肽结合肌生成抑制素。在某些实施方案中，该多肽以小于 500nM的KD结合肌生成抑制素。 在一些实施方案中，本专利技术的多肽的BC环包含根据式Xi-L-P-XfXfXfXfXe-Xja 氨基酸序列，其中（a)Xi选自：S、T和Y;(b)X2选自：H、Y、N、R、F、G、S和T;(c)X3选自： 八、卩、〇、5、卩、1^和1?;((1)父 4选自：6和六；（6)父5选自：11、1、1?、￥、队0、卩、1和1( ;出父6选 自：A、L、G、M、F、I和V;和（g)X7选自：H和N。在某些实施方案中，X$S，和/或X$H 或Y，和/或X3SA或P，和/或X4为G，和/或X5为H、L或R，和/或X6为A或L，和/或 父7为11。 在其他实施方案中，BC环包含根据式X19-X2(l-P-X21-G-X22-A的氨基酸序列，其中（a) X19 选自：D、E、V和W;(b)X2Q 选自：A、S和V;(c)X21 选自：R、A、G、K和L;和（d)X22 选自： L和R。在某些实施方案中，乂19为D，和/或X2(l为A、S或V，和/或X22为L。 在一些实施方案中，DE环包含根据式G-R-G-X8的氨基酸序列，其中乂8为V或L。 在一些实施方案中，DE环包含根据式X23-G-R-G-X24的氨基酸序列，其中（a)父23选 自：V、P、F、I和L;和（b)X24 选自：S、N和T。 在一些实施方案中，本专利技术的多肽的FG环包含根据式X9-X1Q-Xn-X12-X 13-X14-X15-Xi 6-X17-X 18的氨基酸序列，其中（a)X9选自：L、V和I;(b)X10选自：T和S;(c)Xn选自：K、 1?、八、6、5、0、11、队1'和？；（(1)父12选自 ：5、1\八、￡、11、1(和1(6)父13选自：1(、6、〇、0、￡、队丁 和S;(f)X14 选自：￥、1、卩、1、]\^、1'和￥;(8)父15选自：1、1和￥ ;〇1)父16选自：11、1、￥、1(、 1、1?、？、6、3和1';(1)父17选自：￥和11 ;和〇_)父18选自：1(、]\1、1、1?和￥。 在某些实施方案中，&为L或V，和/或X1Q为T，X:1为K或R，和/或X12为S或T， 和/或乂13为K、G或Q，和/或X14为V或I，和/或X15为I，和/或X16为H、I或V，和/或 父17为Y和/或X本文档来自技高网...
【技术保护点】
包含纤连蛋白III型第十结构域(10Fn3)的多肽，其中所述10Fn3具有至少一个选自以下的环：相对于人10Fn3结构域的相应环的序列氨基酸序列改变的环BC、DE和FG，且其中所述多肽以小于500 nM的KD结合肌生成抑制素。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S克罗亚，L恩格尔，D利波夫塞克，M马迪雷迪，GC拉克斯特劳，J斯万，赵文军，MJ科贝特，AT科兹奇，SR小克里斯特克，V拉马墨菲，魏徽，AP杨纽克，
申请(专利权)人：百时美施贵宝公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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