用于神经疾病的组合物和方法技术

提供了用于使用工程化受体、多核苷酸编码的工程化受体和包括对工程化受体进行编码的多核苷酸的基因疗法载体来调节细胞的活性的组合物和方法。这些组合物和方法特别可用于调节神经元的活性，例如在疾病的治疗中或在神经元回路的研究中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于神经疾病的组合物和方法相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2017年11月27日提交的美国临时专利申请序列号62/590,911和2018年4月19日提交的美国临时专利申请序列号62/659,911的申请日的优先权；其全部公开内容通过引用的方式并入本文。以电子方式提交的文本文件的说明与本申请相关的序列表以文本格式提供以代替纸质副本，并且在此通过引用的方式并入本说明书。含有序列表的文本文件的名称是SWCH_012_04WO_ST25.txt。文本文件为178kb、创建于2018年11月27日并且通过EFS-Web以电子方式提交。
本公开涉及工程化受体以及工程化受体和小分子配体用于调节细胞活性并治疗疾病的用途。
技术介绍
顽固性神经疾病经常与异常作用的神经元相关联。缺乏与所述疾病相关联的易处理的靶蛋白已经阻碍了对开发用于治疗这些病状的疗法的尝试。例如，在美国和世界范围内，无法缓解的慢性疼痛是严重的健康问题。医学研究所(InstituteofMedicine)的报告估计，1.16亿美国人遭受持续了数周到数年的疼痛，导致每年的成本超过5.6亿美元。对于慢性疼痛患者，没有充分的长期疗法，这给社会和个人都带来了巨大的成本。疼痛经常会导致残疾，而且即使不残疾，也会对生活质量产生深远影响。即使在护理条件最佳时，疼痛治疗也常常失败，如专心、训练有素的医师；容易获得阿片类药物；使用辅助镇痛药；患者控制的镇痛的可获得性；以及循证使用如神经阻滞和IT泵等程序。针对慢性疼痛最常用的疗法是应用阿片类镇痛药和非甾体抗炎药，但这些药物会导致成瘾并可能产生副作用，如药物依赖性、耐受性、呼吸抑制、镇静、认知失败、幻觉以及其它系统性副作用。尽管广泛使用药物，但其在缓解疼痛方面的成功率非常低。涉及各种药物的大型随机研究发现，每两或三名患者中只有一名实现了至少50％的疼痛缓解(Finnerup等人,2005)。使用最先进的药理学治疗进行的后续研究发现了相同的结果，这表明用于疼痛的药物的疗效没有改善(Finnerup等人,《疼痛(Pain)》,150(3):573-81,2010)。治疗疼痛的更多侵入性选择包含神经阻滞和电刺激。神经阻滞是通常在脊髓中进行的局部麻醉剂注射，以中断到大脑的疼痛信号，其作用仅持续数周到数月。在大多数情况下，神经阻滞是不建议的治疗选择(Mailis和Taenzer,《疼痛研究管理(PainResManag.)》17(3):150-158,2012)。电刺激涉及提供电流以阻滞疼痛信号。尽管作用可能比神经阻滞持续的时间更长，但电导线本身会引起并发症：脱位、感染、破裂或电池快要没电。一项综述发现，针对神经病通过电刺激治疗的患者中有40％经历了装置的这些问题中的一个或多个问题(Wolter,2014)。用于管理疼痛的最具侵入性且最不优选的方法是完全手术去除引起疼痛的神经或其部分。仅当患者已用尽前者和其它侵入性较小的治疗并发现它们无效时，才建议此选择。射频神经消融使用加热来破坏有问题的神经并且提供的疼痛缓解比神经阻滞更长。然而，一项研究发现，对照组与治疗组之间在DRG因慢性腰骶神经根痛而有部分射频损伤方面没有差异(Geurts等人,2003)。用于手术去除疼痛神经的其它手术方法具有类似的缺点并且具有长期的严重副作用(包含感觉或运动缺陷)或在其它地方引起疼痛。用于治疗神经病症的方法应安全、高效且成本有效。基因疗法可以为多种神经疾病提供非侵入性治疗选择，包含管理疼痛。然而，迄今为止，基因疗法尚未广泛用于神经疾病的治疗。本公开解决了这些需求。附图说明当结合附图阅读时，可以从以下详细描述最好地理解本公开。本专利或申请文件含有至少一幅彩色附图。在请求并支付必要的费用后，将由专利局提供带有一幅或多幅彩色附图的本专利或专利申请公开物的副本。应强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为了清晰起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。附图中包含以下图：图1示出了示例性工程化嵌合LGIC受体的示意图。图2示出了用于开发和表征本公开的工程化LGIC受体和其突变体的方案的示意图。图3示出了若干种功能性CHRNA7/GLRA1嵌合受体对它们的天然配体乙酰胆碱的剂量-响应曲线的实例。当应用1秒时，这些受体响应于不同剂量的配体乙酰胆碱示出内向电流。电压钳记录在瞬时表达通道的HEK293T细胞中进行并且对应于在集成模式下从使用自动化膜片钳系统IonFlux(Fluxion生物科技公司(FluxionBiosciences))同时贴片的多达20个细胞相加的电导电流。图4A-图4F示出了野生型α-7nAChR和各种工程化嵌合LGIC受体对乙酰胆碱以及对非天然配体TC-6987、AZD-0328和法欣克兰(Facinicline)/RG3487的配体依赖性响应曲线。在HEK293T细胞中瞬时表达受体，并且在添加药物1秒后在自动化膜片钳系统(Fluxion生物科技公司)上测量电流。图4A示出了野生型α-7nAChR的结果。图4B示出了SEQIDNO:16的结果。图4C示出了SEQIDNO:35的结果。图4D示出了SEQIDNO:33的结果。图4E示出了SEQIDNO:41的结果。图4F示出了SEQIDNO:37的结果。实心框：人类野生型α7-nAChR的蛋白质序列。条纹框：人类α1甘氨酸受体的蛋白质序列。以上示出了每次记录时的剂量，比例尺＝1秒。图4A中的电流是在单细胞模式下测量的，其中迹线表示每次记录时来自1个细胞的电导。图4B-图4F中的电流是在集成模式下测量的，其中迹线表示每次记录时采样的多达20个细胞的电导的总和，通过QC的记录以灰色示出并且复合的中位数迹线以黑色示出。图5A-图5F示出了野生型α-7nAChR和在非洲爪蟾卵母细胞(Xenopusoocyte)中表达的各种工程化嵌合LGIC受体对乙酰胆碱以及对非天然配体ABT-126、TC-6987、AZD-0328和法欣克兰/RG3487的配体依赖性响应曲线。图5A-图5B示出了野生型α7-nAChR对乙酰胆碱、烟碱和ABT-126(图5A)以及TC-6987、AZD-0328和法欣克兰/RG3487(图5B)的响应曲线。图5C-图5D示出了SEQIDNO:33对乙酰胆碱、烟碱和ABT-126(图5C)以及TC-6987、AZD-0328和法欣克兰/RG3487(图5D)的响应曲线。图5E-图5F示出了SEQIDNO:41对乙酰胆碱、烟碱和ABT-126(图5E)以及TC-6987、AZD-0328和法欣克兰/RG3487(图5F)的响应曲线。如跨每个图的顶部所列出的，在应用增加剂量的化合物5-10秒后，在手动膜片钳系统上测量电流。左图，表达指定受体的卵母细胞中的示例性电流。如从右侧示出的浓度-响应曲线估算的每个配体的EC50用星号标出，而EC50相对于野生型α7-nAChR的移位用黑箭头标出。右图，左侧示出的数据的浓度-响应曲线。为了最大响应，将电流归一化至统一。穿过数据点的连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程化受体，其中所述工程化受体是嵌合配体门控离子通道(LGIC)受体并且包括/n(a)配体结合结构域，所述配体结合结构域源自第一野生型Cys环LGIC受体，/n(b)Cys环结构域，所述Cys环结构域来自第二野生型Cys环LGIC受体；以及/n(c)离子孔结构域，所述离子孔结构域源自所述第二野生型Cys环LGIC受体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171127 US 62/590,911;20180419 US 62/659,9111.一种工程化受体，其中所述工程化受体是嵌合配体门控离子通道(LGIC)受体并且包括
(a)配体结合结构域，所述配体结合结构域源自第一野生型Cys环LGIC受体，
(b)Cys环结构域，所述Cys环结构域来自第二野生型Cys环LGIC受体；以及
(c)离子孔结构域，所述离子孔结构域源自所述第二野生型Cys环LGIC受体。


2.根据权利要求1所述的工程化受体，其中所述受体进一步包括来自所述第二野生型Cys环LGIC受体的β1-2环结构域。


3.根据权利要求1或2所述的工程化受体，其中所述第一野生型Cys环LGIC受体和所述第二野生型Cys环LGIC受体不同。


4.根据权利要求1到3中任一项所述的工程化受体，其中所述第一野生型Cys环LGIC受体是人类α7烟碱乙酰胆碱受体(α7-nAChR，SEQIDNO:4)。


5.根据权利要求3或4所述的工程化受体，其中所述第二野生型Cys环LGIC受体是人类甘氨酸受体α1亚基(GlyRα1，SEQIDNO:2)。


6.根据权利要求5所述的工程化受体，其中所述Cys环结构域包括SEQIDNO:2的氨基酸166-180。


7.根据权利要求5所述的工程化受体，其中所述Cys环结构域包括SEQIDNO:2的氨基酸166-172。


8.根据权利要求5所述的工程化受体，其中所述β1-2环结构域包括SEQIDNO:2的氨基酸81-84。


9.根据权利要求1到8中任一项所述的工程化受体，其中所述配体结合结构域包括在与α7-nAChR的选自由以下组成的组的残基相对应的残基处的一个或多个氨基酸取代：W77、Y94、R101、W108、Y115、T128、N129、V130、L131、Q139、L141、Y151、S170、W171、S172、S188、Y190、Y210、C212、C213和Y217。


10.根据权利要求9所述的工程化受体，其中所述一个或多个氨基酸取代是功能丧失突变，所述功能丧失突变降低了乙酰胆碱对所述受体的效力，同时基本上维持了非天然配体对所述受体的效力。


11.根据权利要求10所述的工程化受体，其中所述取代选自与α7-nAChR的L131S、L131T、L131D或S172D相对应的取代。


12.根据权利要求10所述的工程化受体，其中所述非天然配体选自AZD-0328、TC6987、ABT-126和法欣克兰(Facinicline)/RG3487。


13.根据权利要求9所述的工程化受体，其中所述一个或多个氨基酸取代是功能获得突变，所述功能获得突变增加了乙酰胆碱对所述受体的效力。


14.根据权利要求13所述的工程化受体，其中所述取代选自与α7-nAChR的L131N、L141W、S170G、S170A、S170L、S170I、S170V、S170P、S170F、S170M、S170T、S170C、S172T、S172C、S188I、S188V、S188F、S188M、S188Q、S188T、S188P或S188W相对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：KP格林伯格，O小凯弗，S梅金森，A劳，
申请(专利权)人：科达生物治疗医药有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US