骨重建调节多肽及应用制造技术

本发明专利技术提供了骨重建调节多肽及应用。在前期我们首次实验发现的基础上，通过序列比对、结构分析、理化性质和功能预测，设计并利用固相多肽合成方法新合成了骨重建调节多肽。这些多肽具有长度短，合成简单、成本低廉，细胞毒性较低、生物稳定性较高，半衰期适中，骨靶向性好，调节骨吸收能力强的特征，可通过调节合成的骨重建调节多肽浓度从而控制破骨细胞和成骨细胞的分化与功能，实现对骨吸收及骨形成的有序调控，具有广阔的潜在应用前景。

【技术实现步骤摘要】
骨重建调节多肽及应用
本专利技术属于骨重建调控
，具体涉及骨重建调节多肽及应用。
技术介绍
现有抗骨质疏松药物的开发、治疗靶点几乎都集中于骨重建(骨形成与骨吸收的动态平衡)，即如何抑制骨吸收或促进骨形成。临床中抗骨质疏松药物也基于这两点而分为抗骨吸收药物，如二膦酸盐类、降钙素等，以及促骨形成药物如特立帕肽等；然而前者在抑制骨吸收的同时也会抑制骨形成，使得其长期应用的不良反应发生率明显增加；而后者在促进骨形成的同时亦促进了骨吸收，使用2年后可能使骨折发生率增加。直至今日，尚没有任何一种抗骨吸收药物只抑制骨吸收而不抑制骨形成，也没有任何一种促骨形成药只促骨形成而不促骨吸收！极大限制了临床药物的有效性和应用范围。目前骨重建调节药物主要包括二膦酸盐、降钙素、选择性雌激素受体调节剂、甲状旁腺素类似物、RANKL抑制剂等，其中只有甲状旁腺素类似物是一种骨重建调节多肽类药物，这一药物来源于本身具备骨重建调节作用的激素：甲状旁腺素。目前国内外均没有基于非激素的多肽类药物出现。
技术实现思路
骨组织由骨基质及细胞组成，其中90％的骨基质有机成分为Ⅰ型胶原。虽然胶原蛋白在骨组织工程材料、细胞培养、医疗美容甚至日常生活中已经广泛应用，但也饱受质疑。其原因主要集中于以下两个方面：第一，由于Ⅰ型胶原为具有三螺旋结构的胶原纤维束、分子量大，长期被认为只起支持、保护或通过结构间隙锚定细胞因子的作用，第二，Ⅰ型胶原是由两条α1链和一条α2链组成的异源三聚体结构蛋白，肽链结构较复杂，很难找到与其受体结合的核心序列，因而无法从分子机制上解释其活性作用，导致胶原产品在保健与医疗中的应用也饱受猜疑，鲜有以胶原蛋白为靶点而研发的药物问世。因此找出并设计与受体结合的核心Ⅰ型胶原多肽，揭示Ⅰ型胶原调控骨重建的机制，不但会建立与进一步完善骨代谢调控的新机制，也会为胶原蛋白及其多肽的应用提供新证据。此外，在骨质疏松的代谢性骨病的治疗中，实现药物的特异性骨靶向，可以显著增加治疗效果。双磷酸盐类药物虽然可通过与骨表面的羟基磷灰石(HA)结合特异性靶向骨形成和骨吸收表面，但其长期或大量应用可能会导致骨坏死的发生。而寡肽类如谷氨酸(Glu)、天冬氨酸(Asp)等不但具有可酶促降解、不与金属形成胶体、对健康无长期损害的特点，而且可敏感地感受骨吸收表面HA中结晶度的改变，从而实现靶向骨吸收表面，但常因连接寡肽数目及所连接的多肽结构差别而使骨靶向效果的不确定性增加。专利技术人通过序列比对、结构分析、理化性质和功能验证实验，利用固相多肽合成方法新合成了骨重建调节多肽。这些多肽由9个氨基酸组成，合成简单、成本低廉。且本专利技术的骨重建调节多肽细胞毒性较低、生物稳定性较高，半衰期适中，具有广阔的潜在应用前景。经实验证实合成的骨重建调节多肽可浓度特异性的调节破骨细胞和成骨细胞的分化与功能，实现对骨吸收及骨形成的有序调控。在此基础上，我们利用天冬氨酸(ASP)8设计并合成骨组织靶向骨重建调节多肽，体内验证其具有特异性骨组织靶向能力，有望开发成为新的抗骨质疏松、骨硬化症等代谢性骨病临床药物。本专利技术的目的是提供一种骨重建调节多肽及应用，这些多肽具有长度短，合成简单、成本低廉，细胞毒性较低、生物稳定性较高，半衰期适中的特征，骨靶向性好，具有广阔的潜在应用前景。而且本专利技术合成的骨重建调节多肽可通过浓度特异性的调节破骨细胞和成骨细胞的分化与功能，实现对骨吸收及骨形成的有序调控。本专利技术的骨重建调节多肽，核心序列如下述任一种或多种：Gly-Xaa-Pro-Gly-Xaa-Xaa-Gly-Xaa-Xaa,见SEQIDNO.1，且第二位氨基酸Xaa为Ala或Pro或Gly，第五位氨基酸Xaa为Pro或Ala，第六位氨基酸Xaa为Ala或Gln或Thr或Ser或经过羟基化修饰的Pro，第八位氨基酸Xaa为Phe或Ser或Asp或Tyr，第九位氨基酸Xaa为Ala或Gln或Pro或Arg或者经过羟基化修饰的Pro，第三位氨基酸Pro经过羟基化修饰。羟基化修饰的Pro为羟脯氨酸Hyp。进一步的，本专利技术优选上述核心序列中的一种或多种，具体如下：A1-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Phe-Gln，见SEQIDNO.2A1-2-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Ala-Pro-Gly-Ser-Gln，见SEQIDNO.3,A1-4-1：Gly-Pro-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala，见SEQIDNO.4,A1-5-3：Gly-Pro-Pro-Gly-Ala-Thr-Gly-Phe-Pro,见SEQIDNO.5,OSCpep：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala,见SEQIDNO.6。更进一步优选上述核心序列中的一种或多种，具体如下：A1-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Phe-Gln，A1-2-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Ala-Pro-Gly-Ser-Gln，A1-4-1：Gly-Pro-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala，A1-5-3：Gly-Pro-Pro-Gly-Ala-Thr-Gly-Phe-Pro。所述的骨重建调节多肽，包括在核心序列基础上通过N-末端或C-末端的修饰，氨基酸序列的延长，氨基酸的取代、替换，环化或手性变换所得到的能起到骨重建调节作用的多肽系列。所述的骨重建调节作用是指通过调节合成的骨重建调节多肽浓度从而控制破骨细胞和成骨细胞的分化与功能，实现对骨吸收及骨形成的有序调控。所述的骨重建调节多肽，在氨基酸序列氨基端连接上至少2个天冬氨酸，优选8个连续的天冬氨酸。本专利技术上述的骨重建调节多肽在制备促进骨吸收和抑制骨形成制剂，或者抑制骨吸收和促进骨形成制剂中的应用。当上述骨重建调节多肽为A1-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Phe-Gln，A1-2-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Ala-Pro-Gly-Ser-Gln，A1-4-1：Gly-Pro-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala，A1-5-3：Gly-Pro-Pro-Gly-Ala-Thr-Gly-Phe-Pro,中的任一种或几种时，所述的促进骨吸收和抑制骨形成的制剂中骨重建调节多肽浓度<500μg/mL，优选<200μg/mL，所述的抑制骨吸收和促进骨形成的制剂中骨重建调节多肽浓度≥500μg/mL，优选500-1000μg/mL。当上述骨重建调节多肽为OSCpep：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala时，所述的促进骨吸收和抑制骨形成的制剂中骨重建调节多肽浓度<8000μg/mL，优选1000-5000μg/mL，所述的抑制骨吸收和促进骨形成的制剂中骨重建调节多肽浓度≥8000μg/mL，优选800本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.骨重建调节多肽，核心序列如下述任一种或多种：/nGly-Xaa-Pro-Gly-Xaa-Xaa-Gly-Xaa-Xaa,/n第二位氨基酸Xaa为Ala或Pro或Gly，第五位氨基酸Xaa为Pro或Ala，第六位氨基酸Xaa为Ala或Gln或Thr或Ser或经过羟基化修饰的Pro，第八位氨基酸Xaa为Phe或Ser或Asp或Tyr，第九位氨基酸Xaa为Ala或Gln或Pro或Arg或者经过羟基化修饰的Pro，第三位氨基酸Pro经过羟基化修饰。/n

【技术特征摘要】
1.骨重建调节多肽，核心序列如下述任一种或多种：
Gly-Xaa-Pro-Gly-Xaa-Xaa-Gly-Xaa-Xaa,
第二位氨基酸Xaa为Ala或Pro或Gly，第五位氨基酸Xaa为Pro或Ala，第六位氨基酸Xaa为Ala或Gln或Thr或Ser或经过羟基化修饰的Pro，第八位氨基酸Xaa为Phe或Ser或Asp或Tyr，第九位氨基酸Xaa为Ala或Gln或Pro或Arg或者经过羟基化修饰的Pro，第三位氨基酸Pro经过羟基化修饰。


2.根据权利要求1所述的骨重建调节多肽，其特征在于，核心序列如下述任一种或多种：
A1-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Phe-Gln，
A1-2-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Ala-Pro-Gly-Ser-Gln，
A1-4-1：Gly-Pro-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala，
A1-5-3：Gly-Pro-Pro-Gly-Ala-Thr-Gly-Phe-Pro,
OSCpep：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala。


3.根据权利要求1所述的骨重建调节多肽，其特征在于，核心序列如下述任一种或多种：
A1-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Phe-Gln，
A1-2-1：Gly-Ala-Pro-Gly-Ala-Pro-Gly-Ser-Gln，
A1-4-1：Gly-Pro-Pro-Gly-Pro-Ala-Gly-Phe-Ala，
A1-5-3：Gly-Pro-Pro-Gly-Ala-Thr-Gly-Phe-Pro。


4.根据权利要求1或2或3所述的骨重建调节多肽，其特征在于，包括在核心序列基础上通过N-末端或C-末端的修饰，氨基酸序列的延长，氨基酸的取代、替换，环化或手性变换所得到的能起到骨重建调节作用的多肽系列。


5.根据权利要求4所述的骨重建调节多肽，其特征在于，所述的骨重建调节作用是指通过调节合成的骨重建调节多肽浓度从而控制破骨细胞和成骨细胞的分化与功能，实现对骨吸收及骨形成的有序调控。


6.根据权利要求1或2或3或4所述的骨重建调节多肽，其特征在于，在氨基酸序列氨基端连接上至少2个天冬氨酸，优选8个连续的天冬氨酸。


7.权利要求1-6任一项所述骨重建调节多肽在制备促进骨吸收和抑制骨形成制...

【专利技术属性】
技术研发人员：周后德，郭玥，周映辉，岳海青，
申请(专利权)人：中南大学湘雅二医院，
类型：发明
国别省市：湖南;43