利用前列腺素E2进行肌肉再生的组合物和方法技术

本文提供了通过将肌细胞暴露于前列腺素E2(PGE2)化合物或激活PGE2信号传导的化合物而增殖肌细胞的组合物、方法和试剂盒。还提供了通过给予单独的PGE2化合物或与分离的肌细胞组合的PGE2化合物而用于在患有肌肉萎缩、营养不良和/或损伤的受试者中再生肌肉的方法。可以预防性地给予与分离的肌细胞组合的PGE2化合物来预防肌肉疾病或病症。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用前列腺素E2进行肌肉再生的组合物和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年3月4日递交的第62/303,979号美国临时申请和2016年6月9日递交的第62/348,116号美国临时申请的优先权，其公开的内容为了所有目的在此通过引用全部并入本文中。在联邦资助的研发下作出的专利技术权利的声明本专利技术是在国立卫生研究院(theNationalInstitutesofHealth)第AG020961号政府支持基金下进行的。政府享有本专利技术的某些权利。专利技术背景在骨骼肌中，衰老引起进行性损伤再生以及肌肉质量、力量和功能的丧失。肌肉功能的丧失是一个主要的公共健康问题，其常常在不断增加的老龄人群中引起严重的运动能力丧失和生活质量受损。肌肉功能下降的一个主要决定因素是衰老过程中急性损伤或创伤后，骨骼肌干细胞(MuSC)再生肌肉的能力受损。还需要加强由于例如，术后固定不动或停用、癌性和HIV性恶病质、肌肉营养不良、急性损伤以及衰老而经历创伤、损伤和/或萎缩肌肉的肌肉再生。常驻型MuSC很少，但其在整个成年期对肌肉(例如骨骼肌、平滑肌和心肌)的维持和修复是至关重要的。随着衰老，功能性干细胞的数目减少，因而增加提升MuSC数目和功能的需要增强。前列腺素E2(PGE2)，也称为地诺前列酮(dinoprostone)，已被用于不同的临床环境中，包括诱导女人分娩和增强造血干细胞移植。PGE2可用作抗凝剂和抗血栓形成剂。PGE2作为脂质介质可以缓解炎症的作用也广为人知。COX-1和/或COX-2的抑制剂——非甾体抗炎药(NSAID)，主要是经PGE2生物合成通过抑制前列腺素而抑制炎症。PGE2通过环氧合酶(COX)和前列腺素E合成酶由花生四烯酸合成。PGE2的水平受PGE2降解酶——15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)的生理调控。15-PGDH催化PGE215-OH失活转化为15-酮基。本领域仍然需要用于再生或复原有需要的受试者中创伤、受损、功能异常和/或萎缩的肌肉的有效疗法。本专利技术满足该需要且还提供了优势。专利技术概述在本专利技术的一个方面，本文提供了刺激分离的肌肉干细胞群增殖的方法。所述方法包括用选自以下的化合物培养分离的肌细胞群：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合。在本专利技术的第二个方面，本文提供了组合物，其包含分离的肌细胞群和选自以下的化合物：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合。在本专利技术的第三方面，本文提供了试剂盒，其包含组合物和说明书，所述组合物包含分离的肌细胞群和选自以下的化合物：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合。在第四个方面，本文提供了用于在患有与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病的受试者中再生肌细胞群的方法。所述方法包括给予所述受试者治疗有效量的化合物和药学可接受的载体来增加所述受试者的肌细胞群和/或增强所述受试者的肌肉功能，所述化合物选自：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合。在第五个方面，本文提供了用于在有需要的受试者中预防或治疗与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病的方法。所述方法包括给予所述受试者以下物质来预防或治疗所述与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病：(i)治疗有效量的化合物和药学可接受的载体，所述化合物选自：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合，以及(ii)分离的肌细胞群。本专利技术的其他目的、特征和优势通过以下详细描述和附图对于本领域技术人员是显而易见的。附图简要说明图1A-1H显示在体外短暂PGE2处理促进年轻MuSC增殖。图1A：通过ELISA测定的年轻胫骨前肌(TA)肌肉损伤(虎蛇毒素(notexin)，NTX)后的PGE2水平；对照为未受损伤的对侧TA；(n＝4只小鼠/时间点)。图IB：通过RT-qPCR测定的虎蛇毒素损伤后MuSC的PGE2合成酶(Ptges2和Ptges)的表达，(n＝3只小鼠/时间点)。图1C：用媒介物(-)或PGE2(10ng/ml)处理24小时后，接着在水凝胶上培养至第7天(急性处理)MuSC数目增加；(n＝12只小鼠，于4个独立的实验中)。图ID：在EP4拮抗剂(ONO-AE3-208，1μM)不存在或存在下用媒介物(-)或PGE2(10ng/ml)短暂处理24小时后MuSC数目增加；(n＝9只小鼠，在3个独立的实验中测定)。图1E-1G：无EP4的MuSC增殖。EP4f/f(无)MuSC用编码GFP荧光素酶的慢病毒载体转导，并用编码Cre(+Cre)或无Cre(-Cre；空载体)的慢病毒载体处理以删除EP4等位基因。随后，用媒介物(-)或PGE2(10ng/ml)处理MuSC24小时，并在水凝胶上培养3天。图IE：描述无EP4的MuSC分析的示意图。图IF：无EP4的MuSC数目；(n＝6只小鼠，于2个独立的实验中)。图1G：代表性图。比例尺＝40μm；GFP，绿色；mCherry，红色。图1H：每两天用媒介物(-)或PGE2(10ng/ml)处理的活性炭吸附处理培养基中培养7天后，水凝胶上的MuSC数目；(n＝3只小鼠，具有3个技术重复)。*P<0.05，**P<0.001，***P<0.0005，****P<0.0001。对于多重比较，利用采用Bonferroni校正的ANOVA检验(图1A、1B、1D和1F)；成对t-检验(图1C)；曼-惠特尼检验(图1H)。均值+s.e.m，n.s.，不显著的。图2A-2J显示衰老MuSC对PGE2的异常反应。图2A：通过ELISA测定的衰老TA损伤(虎蛇毒素，NTX)后的PGE2水平；对照为未受损伤的对侧TA；(n＝4只小鼠/时间点)。图2B：通过ELISA测定的未受损伤的幼龄(n＝7只小鼠)和老龄(n＝5只小鼠)小鼠TA的PGE2水平。图2C：显示PGE2通过降解酶15-PGDH分解代谢为其失活的PGE代谢物——13,14-二羟基-15-酮PGE2(PGEM)的示意图。图2D：通过质谱定量的PGEM水平；(n＝4只小鼠/年龄组)。图2E：PGE2降解酶15-PGDH(Hpgd)的表达；(n＝3只小鼠，采用2个技术重复)。图2F：用媒介物(-)、PGE2(10ng/ml)或15-PGDH抑制剂SW033291(1μΜ；SW)急性处理24小时后第7天测定的衰老MuSC数目增加；(n＝15只小鼠，于5个独立的实验中)。图2G：每两天用媒介物(-)或PGE2(10ng/ml)处理的活性炭吸附处理培养基中培养7天后，水凝胶上的衰老MuSC数目；(n＝3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.刺激分离的肌细胞群增殖的方法，所述方法包括：用选自以下的化合物培养分离的肌细胞群：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 US 62/303,979;2016.06.09 US 62/348,1161.刺激分离的肌细胞群增殖的方法，所述方法包括：用选自以下的化合物培养分离的肌细胞群：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合。2.如权利要求1所述的方法，其中所述分离的肌细胞群为纯化的。3.如权利要求1所述的方法，其中所述分离的肌细胞群包括骨骼肌细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、胚胎干细胞来源的肌细胞、诱导的多能干细胞来源的肌细胞、去分化的肌细胞，或以上的组合。4.如权利要求1所述的方法，其中所述分离的肌细胞群包括肌肉干细胞、卫星细胞、肌细胞、成肌细胞、肌管、肌纤维，或以上的组合。5.如权利要求1所述的方法，其中所述分离的肌细胞群获自受试者。6.如权利要求5所述的方法，其中所述受试者患有与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病。7.如权利要求6所述的方法，其中所述与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病选自：急性肌肉损伤或外伤、手部软组织损伤、Duchenne型肌营养不良(DMD)、Becker型肌营养不良、肢带型肌营养不良、肌萎缩侧索硬化(ALS)、远端型肌营养不良(DD)、遗传性肌病、强直性肌营养不良(MDD)、线粒体性肌病、肌管性肌病(MM)、重症肌无力(MG)、充血性心力衰竭、周期性麻痹、多肌炎、横纹肌溶解、皮肌炎、癌性恶病质、AIDS性恶病质、心源性恶病质、压力诱导的尿失禁、以及肌少症。8.如权利要求1所述的方法，其中所述PGE2衍生物包括16,16-二甲基前列腺素E2。9.如权利要求1所述的方法，其中所述减弱PGE2分解代谢的化合物包括失活或阻断15-羟基前列腺素脱氢酶(15-PGDH)，或者失活或阻断前列腺素转运蛋白(PTG或SLCO2A1)的化合物、中和肽或中和抗体。10.如权利要求1所述的方法，其中用所述化合物培养所述分离的肌细胞群包括将所述分离的肌细胞群急性地、间歇地或连续地暴露于所述化合物。11.促进受试者肌细胞移植的方法，所述方法包括：用选自以下的有效量的化合物培养分离的肌细胞群来促进受试者肌细胞移植：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合；以及将所述培养的肌细胞给予所述受试者。12.如权利要求11所述的方法，其中所述分离的肌细胞群为纯化的。13.如权利要求11所述的方法，其中所述分离的肌细胞群包括骨骼肌细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、胚胎干细胞来源的肌细胞、诱导的多能干细胞来源的肌细胞、去分化的肌细胞，或以上的组合。14.如权利要求11所述的方法，其中所述分离的肌细胞群包括肌肉干细胞、卫星细胞、肌细胞、成肌细胞、肌管、肌纤维，或以上的组合。15.如权利要求11所述的方法，其中所述分离的肌细胞群为所述受试者自体的。16.如权利要求11所述的方法，其中所述分离的肌细胞群为所述受试者同种异体的。17.如权利要求11所述的方法，其中所述受试者患有与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病。18.如权利要求17所述的方法，其中所述与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病选自：急性肌肉损伤或外伤、手部软组织损伤、Duchenne型肌营养不良(DMD)、Becker型肌营养不良、肢带型肌营养不良、肌萎缩侧索硬化(ALS)、远端型肌营养不良(DD)、遗传性肌病、强直性肌营养不良(MDD)、线粒体性肌病、肌管性肌病(MM)、重症肌无力(MG)、充血性心力衰竭、周期性麻痹、多肌炎、横纹肌溶解、皮肌炎、癌性恶病质、AIDS性恶病质、心源性恶病质、压力诱导的尿失禁、以及肌少症。19.如权利要求11所述的方法，其中所述PGE2衍生物包括16,16-二甲基前列腺素E2。20.如权利要求11所述的方法，其中所述减弱PGE2分解代谢的化合物包括失活或阻断15-羟基-前列腺素脱氢酶(15-PGDH)、或失活或阻断前列腺素转运蛋白(PTG或SLCO2A1)的化合物、中和肽或中和抗体。21.如权利要求11所述的方法，其中用所述化合物培养所述分离的肌细胞群包括将所述分离的肌细胞群急性地、间歇地或连续地暴露于所述化合物。22.组合物，其包含分离的肌细胞群和选自以下的化合物：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE2抑制的化合物、以上的衍生物、以上的类似物、以及以上的组合。23.如权利要求22所述的组合物，其中所述分离的肌细胞群包括骨骼肌细胞、平滑肌细胞、心肌细胞、胚胎干细胞来源的肌细胞、诱导的多能干细胞来源的肌细胞、去分化的肌细胞，或以上的组合。24.如权利要求22所述的组合物，其中所述分离的肌细胞群包括肌肉干细胞、卫星细胞、肌细胞、成肌细胞、肌管、肌纤维，或以上的组合。25.如权利要求22所述的组合物，还包含药学可接受的载体。26.试剂盒，其包含权利要求22所述的组合物和说明书。27.用于在患有与肌肉创伤、损伤或萎缩相关的病症或疾病的受试者中再生肌细胞群的方法，所述方法包括：给予所述受试者治疗有效量的化合物和药学可接受的载体以在所述受试者中增加肌细胞群和/或增强肌肉功能，所述化合物选自：前列腺素E2(PGE2)、PGE2前药、PGE2受体激动剂、减弱PGE2分解代谢的化合物、中和PGE...

【专利技术属性】
技术研发人员：海伦·M·布劳，安得烈·崔·范·何，阿德莱达·R·帕拉，
申请(专利权)人：莱兰斯坦福初级大学评议会，
类型：发明
国别省市：美国,US