控制GAG与其效应分子之间相互作用的配体及其用途制造技术

本发明专利技术涉及新化合物，所述化合物模拟糖胺聚糖，并且能够控制糖胺聚糖与其效应分子之间的相互作用。本发明专利技术的化合物为肽，并且能够阻止或减少至少一种效应分子与至少一种糖胺聚糖的结合。根据本发明专利技术的化合物可以用作药物，特别是用于刺激神经发生的药物，更一般地是用于治疗神经系统相关病理的药物。于治疗神经系统相关病理的药物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制GAG与其效应分子之间相互作用的配体及其用途

技术介绍

[0001]糖胺聚糖(Glycosaminoglycan，GAG)是天然存在的碳水化合物基分子，其涉及许多细胞过程的调节，包括血液凝固、血管生成、肿瘤生长、神经细胞发育、平滑肌细胞增殖和基因表达，最常通过与效应分子(如细胞因子、生长因子、丝氨酸蛋白酶抑制剂等)的相互作用实现所述调节。
[0002]GAG为重复的两个糖(二糖)单元的线性非分支链，其长度可以高达150个单元，并且在本领域中是熟知且详细描述的。经常(但并非总是)发现GAG与被称为蛋白聚糖(proteoglycan)的结构中的蛋白核心共价结合。蛋白聚糖结构大量存在于细胞表面上，并且与细胞周围的细胞外基质相关。
[0003]基于骨架中重复的二糖单元，糖胺聚糖可以分为四种主要类别。通常，一个糖为糖醛酸，另一个为N
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乙酰葡萄糖胺或N
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乙酰半乳糖胺。这些类别由以下四种GAG举例说明：(1)硫酸乙酰肝素(D
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葡萄糖醛酸/N
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乙酰基
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D
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葡萄糖胺或N
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磺基
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D
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葡萄糖胺)；(2)硫酸软骨素/硫酸皮肤素(D
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葡萄糖醛酸或L
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艾杜糖醛酸/N
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乙酰基
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D
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葡萄糖胺)；(3)硫酸角质素(D
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半乳糖/N
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乙酰基/>‑
D
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葡萄糖胺)；和(4)透明质酸。除透明质酸以外，所有GAG均含有硫酸酯基团，所述硫酸酯基团与糖的环羟基以各种方式酯化。这些带负电的基团被认为在糖胺聚糖的生物学性质中发挥重要作用。事实上，GAG的天然存在形式(特别是肝素、硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素和硫酸皮肤素)为复杂杂寡糖，其由不同硫酸化的糖残基的混合物构成。例如，硫酸软骨素(CS)为中枢神经系统(CNS)基质中最丰富的糖胺聚糖(GAG)(Djerbal等人,2017,Glycoconj.34,363
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376)，其由蛋白骨架组成，所述蛋白骨架连接有包含数百个二糖重复单元的链。
[0004]GAG的吸引人的特征在于它们的多糖单元通过差向异构、N
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硫酸化和O
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硫酸化以及脱乙酰化而被修饰，因此可以针对相互作用进行微调。
[0005]例如，已经证明，在出生后脑发育期间，特定的硫酸化模式对于关键时期的定时(timing)是至关重要的，在所述关键时期期间，特定的神经回路是高度可塑的。如本文所使用，术语“关键时期”是指生物体发育期间的时期，在该时期中，生物体的神经系统能够获得特定的功能能力和/或结构形式，通常至少部分地受外部环境刺激影响。关键时期的定时和持续时间可能取决于受到的环境刺激。例如，缺乏某些环境刺激将延长关键时期。这些关键时期将重塑神经元连接，并且对于适应环境以及学习和行为至关重要。
[0006]这些关键时期与神经系统可塑性密切相关。如本文所使用，术语“可塑性”是指神经系统或神经系统的一部分改变(例如重组)其结构和/或功能的能力，通常受环境条件、损伤、经历或持续的神经系统活动影响。可塑性可能涉及神经元或神经胶质细胞的增殖、生长或运动。可塑性可能涉及神经元之间新的突触连接的形成和/或现有突触连接的增强或减弱。可塑性可能涉及神经发生。
[0007]已知这些关键时期存在于感觉系统中，如视觉皮层中的双眼视觉或听觉皮层中的音调拓扑图细化(tonotopic map refinement)。它们还存在于运动系统中，甚至存在于脑中更高认知的区域，如人类语言习得。
[0008]这些关键时期例如由皮质抑制性GABA能小白蛋白神经元(PV细胞)的成熟而产生，所述成熟由正小齿同源框蛋白2(Orthodenticle homeobox protein 2，Otx2)同源蛋白转录因子驱动。Otx2在大脑皮层外合成，在细胞外环境中运输，并被PV细胞特异性内化。这种内化特异性是由二硫酸化硫酸软骨素(D型(CS
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D)或E型(CS
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E))介导的，所述二硫酸化硫酸软骨素包含在被称作神经元周围网络(perineuronal net，PNN)的特异性细胞外基质中。
[0009]在该关键时期结束后，PV细胞保持成熟，可塑性的内在潜力被主动抑制，导致脑回路稳定化，其伴随着成熟PV细胞周围的神经元周围网络(PNN)的形成。
[0010]已进一步证明，在多种神经系统和精神疾病中，关键时期(期间特定神经回路高度可塑)似乎发生了变化，所述疾病包括例如癫痫、精神分裂症、抑郁、自闭症和阿尔茨海默氏病。
[0011]此外，在Otx2的一级序列中发现了GAG结合基序(RKQRRER)，揭示了Otx2与PV细胞周围的PNN中所含有的糖胺聚糖(例如二硫酸化的硫酸软骨素)之间的相互作用。Beurdeley等人(2012,J.Neurosci.,32,9429
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37)已经进一步证明，皮层输注含有这种“RK”基序的肽将与Otx2竞争GAG结合，消耗成熟PV细胞的Otx2含量，恢复成熟小鼠的视觉皮层可塑性，并挽救弱视小鼠的皮质敏锐度。
[0012]Lee等人(2017,Mol.Psychiatry,22,680
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688)已经证明，Otx2不仅涉及视觉可塑性，而且还涉及听觉可塑性。
[0013]Winter等人(2016,Neural Plast.,3679545)已经证明，PNN中Sema3A的受控中和可能是增强损伤后神经元可塑性和功能修复的重要方法。
[0014]Miyata等人(2012,.Nat Neurosci.,15,414
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422)和Dick等人(2013,J Biol Chem,288,27384
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95)已经证明，Otx2和轴突导向因子3A(Semaphorin
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3A，Sema
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3A)均为视觉皮层可塑性的关键角色，并且具有相似的用于结合二硫酸化硫酸软骨素E型(CS
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E)的基序(分别为RKQRRER和RKQRRQR)。
[0015]专利技术人因此得出结论，关键时期和相关的可塑性定时部分地由GAG与其效应分子(例如Otx2或轴突导向因子)的相互作用控制，并提出干扰所述相互作用，以提供用于研究和治疗应用的修改关键时期定时的方法，更特别是修改神经系统的可塑性的方法。因此，有必要提供能够控制GAG与效应分子之间的相互作用的化合物。
[0016]从天然来源提取纯化合物以及GAG片段的化学或酶促合成仍然困难且低效。已经努力降低GAG结构和合成的复杂性，例如证明蛋白质与GAG之间的相互作用主要是静电性的，并且最关键的方面是正确的电荷空间分布，但是这些结果仍处于研究水平，无法确定能够控制GAG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】1.一种配体或其任何药学上可接受的盐，所述配体包含通式(I)的多肽或由通式(I)的多肽组成：(I) [X]
n
其中n为3至50，X为包含4至6个氨基酸的肽，X包含选自谷氨酸和天冬氨酸的氨基酸，X包含一个或两个磺基丙氨酸，优选两个磺基丙氨酸，X包含除半胱氨酸以外的至少一种中性氨基酸，其中所述配体能够与一种效应分子与至少一种糖胺聚糖(GAG)的结合相互作用。2.根据权利要求1所述的配体，其特征在于n为3至35，更特别为3至15，优选为3至6。3.根据权利要求1或2所述的配体，其特征在于X包含两个磺基丙氨酸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的配体，其特征在于X包含两个高磺基丙氨酸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的配体，其特征在于“除半胱氨酸以外的至少一种中性氨基酸”选自丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、组氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸和2
‑
氨基异丁酸。6.根据权利要求1至5中任一项所述的配体，其特征在于除半胱氨酸以外的中性氨基酸为丙氨酸。7.根据权利要求1至6中任一项所述的配体，其特征在于选自谷氨酸和天冬氨酸的氨基酸位于肽X从C末端开始的第一位置。8.根据权利要求1至7中任一项所述的配体，其特征在于多肽[X]
n
中的X选自EACC、ECCA和ECAC，其中C为磺基丙氨酸，A为丙氨酸，E为谷氨酸。9.根据权利要求1至8中任一项所述的配体，其特征在于所述配体能够与糖胺聚糖(GAG)结合位点相互作用。10.根据权利要求9所述的配体，其特征在于所述糖胺聚糖GAG选自硫酸乙酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM，
申请(专利权)人：国家健康科学研究所索邦大学巴黎高等师范学院法兰西学院，
类型：发明
国别省市：