用于调节应激颗粒组装的系统和方法技术方案

一种利用蛋白质构建体调节应激颗粒组装的系统和方法，所述蛋白质构建体具有与一个或多个可与G3BP蛋白质的NTF2样结构域结合的蛋白质融合的细胞穿透蛋白质。通过用适当数量的具有NTF2样结构域的蛋白质配置该蛋白质构建体，可以按照需要上调或下调应激颗粒组装以治疗患者。疗患者。疗患者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调节应激颗粒组装的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2018年7月13日提交的美国临时申请第62/697,691号和2018年8月20日提交的美国临时申请第62/719,751号的优先权，这两项申请均通过引用整体结合于此。
[0003]序列表的引用
[0004]本申请与电子格式的序列表一起提交。序列表作为创建于2019年7月11日，大小约为28,287字节的名为PRIN-63876_ST25的文件提供。电子格式的序列表中的信息通过引用整体纳入本文。
专利

[0005]本专利技术涉及一种用于治疗个体以调节个体中应激颗粒的组装，且特别是提供用于以允许应激颗粒组装上调和下调的方式调节二聚化和与G3BP1/2和其他关键应激颗粒蛋白质相关的其他相互作用的特定蛋白质的系统和方法。
技术背景
[0006]G3BP是指称为G3BP1和G3BP2的两种同源人蛋白质。G3BP包括RNA结合结构域(RBD)、内部无序区域和二聚/低聚结构域。在G3BP中，二聚/低聚结构域由G3BP1的氨基酸1-142或G3BP2的氨基酸1-133组成(以下称为“NTF2样”结构域)。数据表明，病毒干扰G3BP1/2的低聚化以阻止应激颗粒的形成，应激颗粒通常作为传递保护性细胞死亡起始信号以防止持续的病毒复制的平台发挥作用。
[0007]应激颗粒是由RNA和蛋白质组成的微米级无膜凝聚物，其例如在压力的环境扰动时形成。持续的应激颗粒组装或扰动的动力学可能在引发神经变性疾病(如肌萎缩性侧索硬化(ALS)、额颞叶变性(FTD)、包涵体肌病(IBM)和潜在的阿尔兹海默病(AD))中观察到的特征性蛋白质病理学中起关键作用。不足为奇的是，各种癌症发展出相关策略以通过经由G3BP上调稳定关键RNA而反直观地促进肿瘤活力。因此，对于开发干扰应激颗粒的组装或动力学的合理设计的治疗途径存在着迫切的公共健康需要。
[0008]目前，在人类神经变性疾病的情况中不存在预防、治愈或延长寿命的治疗。与扰乱的RNA体内平衡相关的脑疾病代表特别艰巨的挑战，因为大多数疾病是由必需的生理蛋白(例如，TDP43)转化为自我复制形式引起的，其最终通过蛋白功能丧失或知之甚少的功能获得而杀死脑细胞(即，神经元)。针对与这种“蛋白质错误折叠”相关的许多神经变性疾病提出的简单策略使用遗传策略去除毒性蛋白质。这是用于由特征在于相对其功能具有冗余或对成人神经系统不重要的蛋白质引起的疾病的可行的途径。然而，不幸的是，在RNA体内平衡的疾病(例如ALS、FTD、IBM)中累积的大多数蛋白质是具有多样的细胞功能的必需的RNA结合分子。应激颗粒形成中的近端蛋白质(例如G3BP)是存在类似问题的靶标。因此，如果用于患者中，旨在降低其水平的治疗剂(例如，siRNA、shRNA、反义寡核苷酸)可能导致严重的不良后果。
[0009]因此，需要一种用于调节应激颗粒组装的系统和方法。

技术实现思路

[0010]本公开的第一方面是可用于调节应激颗粒组装的蛋白质构建体。该蛋白质构建体配置为穿透细胞并与G3BP1(或G3BP2)NTF2样结构域结合。为此，所述蛋白质构建体包括与1至10个与NTF2结构域二聚化或与二聚化的NTF2样结构域相互作用的另外的蛋白质融合的细胞穿透蛋白质，其中所述另外的蛋白质可以是以下一种或多种：G3BP1的前m个氨基酸，其中m在8至334之间，优选在8至142之间，G3BP2的前n个氨基酸，其中n在8至330之间，优选在8至133之间；或具有以下任何形式的肽变体：(1)X
y-FGDF-X
y
；(2)X
y-FGEF-X
y
；或(3)X
y-FGSF-X
y
，其中X
y
是1至y个附加的氨基酸。在一些实施方式中，y≤1500，y≤1000，y≤500，y≤100，y≤50。在优选实施方式中，y≤25。在更优选的实施方式中，y≤10。任选地，细胞穿透蛋白也可与蛋白标签如荧光蛋白融合。可以构建表达蛋白质构建体的质粒。
[0011]本公开的第二方面是用于治疗患有疾病或感染的患者的方法。该方法包括提供配置为穿透细胞并与NTF2样结构域或NTF2样二聚体结合的蛋白质构建体，例如前述的蛋白质构建体。然后将蛋白质构建体适当地引入患者，例如通过在允许蛋白质片段调节病理性应激颗粒组装的位置处注射含有蛋白质构建体的溶液或其他流体，其中蛋白质构建体可以在溶液或其他流体中。蛋白质构建体然后允许穿透细胞并与细胞内的至少一个NTF2样单体或二聚体相互作用。当蛋白质构建体被配置为仅与单一NTF2样结构域结合时，这种二聚化将减少应激颗粒的形成。当蛋白质构建体被配置为同时与两个或更多个NTF2样结构域相互作用时，这种相互作用通过促进相分离和应激颗粒凝聚所需的连接的相互作用网络的形成而上调应激颗粒的形成。任选地，患者患有神经变性疾病或细胞增殖的障碍(例如各种癌症)。任选地，可以将蛋白质构建体注射到脑脊液中。任选地，蛋白质构建体可阻碍生物体中必需的应激颗粒成核剂(nucleator)和蛋白质构建体或相关结合伴体之间的至少一种同型或异型相互作用而不引起直接细胞毒性。任选地，蛋白质构建体可作为预防性治疗引入。任选地，该蛋白质构建体可作为病毒感染的积极治疗引入。
[0012]附图简述
[0013]图1是蛋白质构建体的一个实施方式的示意图，其中细胞穿透蛋白与两个结合蛋白和任选的标记蛋白融合。
[0014]图2是具有与G3BP1蛋白相互作用的单一结合蛋白的蛋白质构建体的示意图。
[0015]图3是具有与两个G3BP1蛋白相互作用的两个结合蛋白的蛋白质构建体的示意图。
[0016]图4是显示了结合蛋白对应激颗粒形成的影响的图，比较了(i)不表达G3BPdi的细胞(400)、(ii)所有表达G3BPdi的细胞(410)和(iii)仅表达相对高浓度的G3BPdi的细胞(420)的具有应激颗粒的细胞的百分比。
[0017]图5是表达结合蛋白但不表达细胞穿透蛋白的表达质粒的基因图谱。
[0018]图6是用于治疗患者的方法的实施方式的流程图。
[0019]图7A是亚砷酸盐处理后表达高mGFP-UBAP2L 467-540的G3BP1/2双敲除U2OS细胞的图像，显示了缺乏应激颗粒。
[0020]图7B是亚砷酸盐处理后表达低mGFP-UBAP2L 467-540的G3BP1/2双敲除U2OS细胞的图像，显示了应激颗粒(700)的形成。
[0021]图7C是包括与CAPRIN1-iRFP共表达的G3BPΔRBD结构的系统的图像，显示了该结构的簇的形成。
NO:1)、(b)穿膜肽(SEQ ID NO:2)、(c)聚精氨酸、(d)聚赖氨酸或(e)包含至少约70％的组氨酸、赖氨酸和/或精氨酸的寡肽。另外，CPP可以包含蛋白转导结构域(PTD)，且也可以是细胞可渗透蛋白。
[0035]第二片段(120)应包含1至10个可与G本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蛋白质构建体，包含：与k个可结合于NTF2样结构域的结合蛋白融合的细胞穿透蛋白，各个结合蛋白选自G3BP1的前m个氨基酸、G3BP2的前n个氨基酸和具有以下形式的肽变体：(1)X
y-FGDF-X
y
、(2)X
y-FGEF-X
y
或(3)X
y-FGSF-X
y
，其中X
y
是1-y个附加的氨基酸，y≤1500，1≤k≤10，8≤m≤334，和8≤n≤330。2.根据权利要求1所述的蛋白质构建体，其中所述细胞穿透蛋白进一步与蛋白质标签融合。3.根据权利要求2所述的蛋白质构建体，其中所述蛋白质标签是荧光蛋白。4.一种配置为表达根据权利要求1所述的蛋白质构建体的质粒。5.一种治疗患者的疾病或感染的方法，包括以下步骤：提供配置为穿透细胞并与NTF2样结构域结合的蛋白质构建体；向所述患者引入所述蛋白质构建体；和允许所述蛋白质构建体与所述细胞内的至少一个NTF2样结构域结合。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述蛋白质构建体仅与...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：普林斯顿大学理事会，
类型：发明
国别省市：