铁死亡和谷氨酰胺分解抑制剂及其治疗方法技术

本发明专利技术涉及铁死亡和谷氨酰胺分解抑制剂以及涉及治疗或预防有需要的对象中由缺血‑再灌注引起的器官损伤的方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的铁死亡抑制剂或谷氨酰胺分解抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铁死亡和谷氨酰胺分解抑制剂及其治疗方法相关申请的交叉引用本申请依据35U.S.C.§119(e)要求于2015年5月26日提交的美国临时专利申请序列No.62/166,413的优先权的权益，其公开内容以引证的方式整体并入本文。关于联邦赞助研究或开发的声明本专利技术是在国立卫生研究院授予的NIH基金号码R01CA166413、R01HL102022、P01HL60901和P01AG026467的政府支持下进行的。政府对本专利技术享有一定的权利。序列表本申请包含2015年5月26日创建的序列表；ASCII格式的文件被指定为3314072AWO_SequenceListing_ST25.txt，大小为1.385KB。该文件以引证的方式整体并入本申请中。
本专利技术涉及铁死亡和谷氨酰胺分解抑制剂以及使用铁死亡抑制剂或谷氨酰胺分解抑制剂的治疗方法。
技术介绍
铁死亡已经成为与各种人类疾病有关的调节性坏死的新形式。然而，铁死亡的机制尚不清楚。这项研究报告了铁死亡的新型分子组分及其与细胞代谢和氧化还原机制密切的相互作用的发现。营养饥饿通常导致零星的细胞凋亡。引人注目的是，我们发现，一旦氨基酸匮乏，可以以血清依赖性方式诱导更快速且有效的坏死过程，随后确定其为铁死亡。铁载体蛋白转铁蛋白和氨基酸谷氨酰胺这两种血清因子被确定为铁死亡的诱导剂。我们进一步发现，细胞表面转铁蛋白受体和谷氨酰胺燃料细胞内代谢途径(谷氨酰胺分解)在死亡过程中起着至关重要的作用。新鉴定的铁死亡的基本成分的抑制谷氨酰胺的分解作用可以减轻缺血-再灌注引起的心脏损伤，提示出治疗相关疾病的潜在治疗方法。在多细胞生物体中，特别是细胞凋亡的程序性细胞死亡以高度协调的方式被频繁活化以实现特定生理功能(Budihardjo等人，1999；Danial和Korsmeyer，2004；Fuchs和Steller，2011；Green和Kroemer，2004；Thompson，1995)。在哺乳动物中，存在两种主要的细胞凋亡途径，即线粒体介导的内源途径和死亡受体介导的外源途径。在两种途径中，半胱天冬酶都是细胞死亡的分子执行者，并且大多数与细胞凋亡相关的形态学特征需要半胱天冬酶活化。细胞凋亡的缺陷导致许多人类疾病的发展。然而，凋亡不是程序性细胞死亡的唯一机制。最近的研究已经导致几个其他细胞死亡过程的鉴定，这些过程似乎是程序性的，但与细胞凋亡不同(Bergsbaken等人，2009；Blum等，2012；VandenBerghe等人，2014；Yuan和Kroemer，2010)。RIP3依赖性坏死途径是这样的过程之一(Moriwaki和Chan，2013；Vandenabeele等人，2010)。RIP3依赖性坏死可由肿瘤坏死因子-α(TNFα)触发，并由涉及蛋白激酶RIP1(Degterev等人，2008)和RIP3(Cho等人，2009；He等人，2009；Kaiser等人，2011；Newton等人，2014；Oberst等人，2011；Zhang等人，2009)的信号级联放大介导，导致下游坏死响应的激活。迄今为止，RIP3依赖性坏死的确切生理功能尚未明确确定。然而，越来越多的证据表明，在不同的感染或炎症条件下它可能有益于生物体(Cho等人，2009；He等人，2009；Murphy等人，2013；Sun等人，2012)。最近，已经确定了另一种形式的调节性坏死，称为铁死亡。已经显示，合成化合物抑制素(erastin)可诱导需要铁的非凋亡性细胞死亡形式(因此称为铁死亡)(Dixon等人，2012；Yagoda等人，2007)。随后的研究表明，erastin可以抑制胱氨酸的输入和下游谷胱甘肽合成，从而导致细胞氧化还原稳态失调并最终导致细胞死亡(Dixon等人，2012；Yang等人，2014)。在实验模型中，已被证明的是，铁死亡抑制对于治疗诸如缺血/再灌注诱导的器官损伤等疾病是有效的(FriedmannAngeli等人，2014；Linkermann等人，2014)。此外，由于携带致癌Ras的癌细胞似乎对铁死亡诱导更敏感，所以探索这种新形式的细胞死亡对癌症治疗的作用(Yagoda等人，2007；Yang等人，2014)。尽管铁死亡与人类疾病密切相关，但目前铁死亡的确切分子机制和生物学功能尚不清楚。该研究报道了铁死亡调节的新型参与者和机制以及铁死亡和细胞代谢之间密切的功能相互作用的发现。我们鉴定转铁蛋白和L-谷氨酰胺作为铁死亡的新的细胞外调节剂。我们还证明，转铁蛋白转运和细胞代谢过程谷氨酰胺分解对于由全氨基酸或仅胱氨酸匮乏触发的铁死亡是必不可少的。此外，我们提供证据支持，可能是由于谷氨酰胺分解在铁死亡过程中的重要作用，谷氨酰胺分解是治疗由缺血-再灌注引起的心脏损伤的潜在治疗靶标。
技术实现思路
本专利技术涉及治疗或预防有需要的对象中由缺血再灌注引起的器官损伤的方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的铁死亡抑制剂或谷氨酰胺分解抑制剂。在另一个实施方案中，本专利技术涉及治疗或预防有需要的对象中由缺血再灌注引起的器官损伤的方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的式(I)化合物或其可药用盐。附图说明图1A-1G示出血清氨基酸饥饿时诱导有效的非凋亡性、非RIP3依赖细胞死亡。图1A示出显示氨基酸饥饿时由血清诱导的细胞死亡的显微镜镜检。如所示对MEF处理12小时。上图：相衬，下图：碘化丙啶(PI)染色。AA：氨基酸，FBS：10％(v/v)胎牛血清。图1B示出通过与流式细胞术结合的PI染色定量细胞死亡。细胞经受与图1A相同的处理。至少进行3次的代表性实验的数据的平均值±SD示出(由不成对的学生t检验得到的P<0.001***)。图1C示出通过测量细胞ATP水平的细胞活力的测定。细胞经受与图1A相同的处理。图1D示出血清诱导的细胞死亡与半胱天冬酶的激活无关。如所示对MEFs处理12小时，并通过免疫印迹评估半胱天蛋白酶-3的激活。图1E示出血清诱导的细胞死亡显示坏死形态。在FBS存在下用氨基酸饥饿处理的MEFs的共焦延时成像的代表性静止图像。指出治疗后的时间。图1F示出血清诱导的细胞死亡不依赖于RIP3。如所示处理RIP3+/+MEF和RIP3-/-MEF。通过相衬显微镜和PI染色监测细胞死亡。图1G示出血清诱导的细胞死亡与RIP3无关。如所示处理RIP3+/+MEF和RIP3-/-MEF。通过测量细胞ATP水平确定细胞活性。图2A-2C示出饥饿诱导的细胞死亡需要多种血清组分。图2A显示了如所示处理12小时的MEF的数据。上图：相衬，下图：PI染色。diFBS：10％(v/v)透析的FBS，smFBS：10％(v/v)从FBS分离的小分子滤液。图2B和2C示出如所示处理12小时的MEF的数据。通过与流式细胞术结合的PI染色(图2B)确定细胞死亡，通过测量细胞ATP水平确定细胞活性(图2C)。图3A-3H示出血清依赖性坏死需要转铁蛋白和转铁蛋白受体。图3A是示出diFBS中死亡诱导组分纯化方案的示意图。图3B示出最终的肝素柱馏分通过SDS-PAGE分辨并用考马斯蓝染色的数据。箭头表示与杀伤活性相关的蛋白质带。图3C示出在不含氨基酸的培养基中，如所示，将bax/bak-DKOME本文档来自技高网...

【技术保护点】
治疗有需要的对象中由缺血‑再灌注引起的器官或组织损伤的方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的铁死亡抑制剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.26 US 62/166,4131.治疗有需要的对象中由缺血-再灌注引起的器官或组织损伤的方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的铁死亡抑制剂。2.根据权利要求1所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是脑损伤。3.根据权利要求1所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是心脏损伤。4.根据权利要求1所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是肾损伤。5.根据权利要求1所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是肝损伤。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述铁死亡抑制剂是式(I)的化合物或其可药用盐：(I)7.根据权利要求1所述的方法，其包括以包含铁死亡抑制剂和可药用缓冲液、稀释剂、载体、佐剂或辅料的组合物的形式施用所述铁死亡抑制剂。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述对象是哺乳动物。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述对象是人。10.治疗有需要的对象中由缺血-再灌注引起的器官或组织损伤的方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的式(I)的化合物或其可药用盐：(I)11.根据权利要求10所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是脑损伤。12.根据权利要求10所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是心脏损伤。13.根据权利要求10所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是肾损伤。14.根据权利要求10所述的方法，其中由缺血-再灌注引起的器官损伤是肝损伤。15.根据权利要求10所述的方法，其包括以包含式(I)的化合物或其可药用盐和可药用缓冲液、稀释剂、载体、佐剂或辅料的组合物的形式施用式(I)的化合物或其可药用盐。16.根据权利要求10所述的方法，其中所述对象是哺乳动物。17.根据权利要求10所述的方法，其中所述对象是人。18.一种用于降低在处于器官或组织损伤风险中或怀疑患有器官或组织损伤的对象中由缺血-再灌注引起的器官或组织损伤...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明辉，拉维钱德兰·拉玛沙米，姜学军，
申请(专利权)人：纪念斯隆·凯特琳癌症中心，纽约大学，
类型：发明
国别省市：美国,US