促进肌肉干细胞分化的化合物及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种本发明专利技术的目的在于提供促进肌肉干细胞分化的化合物及其应用；本发明专利技术还提供了一种制备1型强直性肌营养不良症(DM1)的多基因敲除实验模型、其制备方法及其应用。本发明专利技术所述的实验模型可用于进行1型强直性肌营养不良症的研究，并可以用于特定药物、基因治疗或其它治疗方案的筛选和测试试验。本发明专利技术所述的促进肌肉干细胞分化功能的小分子化合物为开发治疗DM1疾病的药物提供了新的途径。的途径。

【技术实现步骤摘要】
促进肌肉干细胞分化的化合物及其应用


[0001]本专利技术属于细胞生物学和药学领域，更具体地，本专利技术涉及促进肌肉干细胞分化的化合物及其应用。

技术介绍

[0002]强直性肌肉营养不良(myotonic dystrophy，DM)是一种以肌强直，肌无力和肌萎缩为主要特点、多器官受累的显性遗传性疾病。主要分为两个类型：强直性肌营养不良1型(myotonic dystrophy type 1,DM1)和强直性肌营养不良2型(myotonic dystrophy type 2，DM2)。
[0003]1型强直性肌营养不良症(DM1)是最常见的肌肉萎缩症，会出现多系统病变。该病是由于在强直性肌营养不良蛋白激酶(DMPK)基因的3
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末端出现了CTG三核苷酸的异常扩增所导致的，但是针对CTG异常扩增产生病变的分子机制还不清楚。DM1一般是远端肌肉表型更严重，较DM2患者，DM1患者的表型比较严重，有些患者随着疾病的发展会出现猝死。本专利技术只涉及到DM1疾病模型。
[0004]DM1疾病发病的器官组织包括肌肉(骨骼肌)、心脏(心肌)、眼睛、大脑、消化系统(平滑肌)和内分泌系统等。为了进一步加深对疾病的了解，进而找到有效的治愈方法。科学家们已经构建了一些DM1疾病小鼠模型。首先由于DM1疾病的发是因为DMPK基因的3
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端出现了CTG序列的异常加长导致的，DMPK的突变RNA无法正常的运送到细胞质内，导致其蛋白水平表达下降，DMPK的mRNA在核内聚集，无法完成RNA到蛋白质的编码，因此最早推测DMPK基因负责疾病的发生。随后有实验室构建了DMPK敲除的小鼠模型，发现DMPK的敲除小鼠不能够很好的模拟疾病的发生，会出现肌肉纤维退化、横截面大小差异变大和肌肉力量减弱等表型，一些更为典型的DM1表型并没有出现。这说明疾病的发生并不是完全由DMPK基因表达异常导致的。
[0005]通过对患者肌肉组织进行检测发现，DMPK基因3
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端出现了CTG序列的异常加长影响的不仅仅是DMPK的表达，DMPK基因的上游基因SIX5和下游基因DMWD的表达量也受到影响，发生一定程度的降低。与此同时，还发现突变后的DMPK转录出的CUG重复序列会形成一个颈环结构，可以招募一些RNA剪接蛋白，比如Muscleblind-like家族(MBNL家族，包括MBNL1，MBNL2，MBNL3三个基因)和CUGBP1等，进而在细胞核内形成聚集点。大量剪接蛋白被“无效招募”后，细胞内可正常发挥功能的RNA剪接蛋白量降低，因此在细胞内会堆积存在大量的异常剪接的蛋白，从而加速了疾病的发生和发展。其中肌肉组织的Clcn1等基因的mRNA出现剪切异常，肌肉收缩兴奋异常，导致强直的产生，心脏组织的Ldb3等基因的mRNA剪切异常，出现心律失常等表型。针对这些现象，2000年有两个实验室首先构建了SIX5基因敲除小鼠，在敲除小鼠中出现白内障表型，纯合敲除的表型重于杂合敲除，小鼠不同的遗传背景对疾病的发生也有影响。2004年Sita Reddy等人对SIX5基因敲除表型进行分析，发现SIX5基因敲除公鼠不育，这与DM1疾病男性不育类似。Rochester大学的Charles A.Thornton教授等人在HSA基因表达片段的3
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非编码区加上大约250个CTG重复，并以此构建了转基因小鼠
模型，他们发现转基因小鼠出现了DM1疾病相关的表型，包括肌强直和肌萎缩等。病理切片也发现肌肉核内移、肌浆块和戒指样肌纤维等。但也有很多表型如心脏传导阻滞和白内障等并没有出现。
[0006]由于在成熟肌肉中存在大量剪接异常的RNA。2003年Maurice S.Swanson教授的实验室构建了MBNL1敲除小鼠。MBNL1纯合敲除小鼠出现了肌肉强直和白内障等表型，并检测到包括Clcn1、Tnnt2、Tnnt3在内的很多基因存在RNA剪接异常，这都与临床数据类似。肌肉病理切片也观察到很多核内移的现象。2008年Fabian Chen等人又构建了MBNL2敲除小鼠，在小鼠发育过程中观察到佝偻的产生，同时肌肉病理切片也看到核内移，肌肉纤维横截面变小，部分RNA剪接异常等现象。2012年Maurice S.Swanson教授等人发现MBNL2敲除小鼠脑部发育异常，并存在大量RNA剪接异常，这与DM1疾病部分表型类似。2013年Maurice S.Swanson教授实验室又进行了MBNL1和MBNL2共同敲除，突变小鼠的表型甚于单独一个基因突变的表型。2016年Seta Reddy等人对MBNL3敲除小鼠进行分析发现，小鼠的葡萄糖代谢和心脏功能出现异常。
[0007]虽然疾病相关的小鼠模型构建了很多，但这些模型只能部分模拟疾病的发生，没有一种模型能够全面展现患者的表征，同时临床数据显示，涉及到的基因并不是完全没有功能蛋白，因此纯合敲除的表型并不能很好的说明疾病发生的实际情况。
[0008]综上，本领域还需要建立更为理想的、贴近临床表征的动物模型，以及基于此类模型筛选获得有用的药物。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供促进肌肉干细胞分化的化合物及其应用。
[0010]本专利技术的目的还在于提供一种制备1型强直性肌营养不良症(DM1)的多基因敲除实验模型、其制备方法及其应用。所述实验模型包括动物模型和细胞模型。
[0011]在本专利技术的第一方面，提供式(I)所示母核结构的化合物或其异构体、衍生物、溶剂合物或前体，或它们的药学上可接受的盐的用途，用于制备促进肌肉干细胞分化的组合物，或用于制备缓解或治疗肌肉干细胞分化异常相关疾病的组合物；
[0012][0013]在一个优选例中，所述的溶剂合物为水合物。
[0014]在另一优选例中，所述的组合物为药物组合物。
[0015]在另一优选例中，所述的组合物为培养基组合物。
[0016]在另一优选例中，所述肌肉干细胞分化异常包括：肌肉干细胞分化能力下降或不分化。
[0017]在另一优选例中，肌肉干细胞分化异常相关疾病包括：肌肉减少症，肌肉衰老或肌肉萎缩症；较佳地，所述的肌肉萎缩症包括1型强直性肌营养不良症。
[0018]在另一优选例中，式(I)所示母核结构的化合物的苯基上，存在至少一个取代基R，R独立地选自：氢、C1-C4烷基、羟基、C2-C4链烯基、C2-C4链炔基、卤素。
[0019]在另一优选例中，R独立地选自：氢、羟基、C1-C2烷基。
[0020]在另一优选例中，所述的化合物为：
[0021][0022]在本专利技术的另一方面，提供一种用于促进肌肉干细胞分化的药物组合物或培养基组合物，其中含有式(I)所示母核结构的化合物或其异构体、衍生物、溶剂合物或前体，或它们的药学上可接受的盐作为活性组分，以及药学或食品学上可接受的载体。
[0023]在一个优选例中，式(I)所示母核结构的化合物的苯基上，存在至少一个取代基R，R独立地选自：氢、C1-C4烷基、羟基、C2-C4链烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.式(I)所示母核结构的化合物或其异构体、衍生物、溶剂合物或前体，或它们的药学上可接受的盐的用途，用于制备促进肌肉干细胞分化的组合物，或用于制备缓解或治疗肌肉干细胞分化异常相关疾病的组合物；2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述肌肉干细胞分化异常包括：肌肉干细胞分化能力下降或不分化。3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，肌肉干细胞分化异常相关疾病包括：肌肉减少症，肌肉衰老或肌肉萎缩症；较佳地，所述的肌肉萎缩症包括1型强直性肌营养不良症。4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，式(I)所示母核结构的化合物的苯基上，存在至少一个取代基R，R独立地选自：氢、C1-C4烷基、羟基、C2-C4链烯基、C2-C4链炔基、卤素。5.如权利要求1所述的用途，其特征在于，R独立地选自：氢、羟基、C1-C2烷基。6.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的化合物为：7.一种用于促进肌肉干细胞分化的药物组合物或培养基组合物，其特征在于，其中含有式(I)所示母核结构的化合物或其异构体、衍生物、溶剂合物或前体，或它们的药学上可接受的盐作为活性组分，以及药学或食品学上可接受的载体；
8.如权利要求7所述的药物组合物或培养基组合物，其特征在于，式(I)所示母核结构的化合物的苯基上，存在至少一个取代基R，R独立地选自：氢、C1-C4烷基、羟基、C2-C4链烯基、C2-C4链炔基、卤素；较佳地，R独立地选自：氢、羟基、C1-C2烷基；更佳地，所述的化合物为：9.一种制备用于促进肌肉干细胞分化或缓解或治疗肌肉干细胞分化异常相关疾病的组合物的方法，包括：将式(I)所示母核结构的化合物或其异构体、衍生物、溶剂合物或前体，或它们的药学上可接受的盐与药学或食品学上可接受的载体混合；10.一种促进肌肉干细胞分化的方法，其特征在于，所述方法包括：以式(I)所示母核结构的化合物或其异构体、衍生物、溶剂合物或前体，或它们的药学上可接受的盐处理肌肉干细胞；11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，式(I)所示母核结构的化合物的苯基上，存在至少一个取代基R，R独立地选自：氢、C1-C4烷基、羟基、C2-C4链烯基、C2-C4链炔基、卤素；较佳地，R独立地选自：氢、羟基、C1-C2烷基；更佳地，所述的化合物为：
12.一种制备1型强直性肌营养不良症的动物模型的方法，其特征在于，包括：改造动物的Dmpk，Six5，Mbnl1和Dm...

【专利技术属性】
技术研发人员：李劲松，胡苹，王红叶，尹奇，李钠，丁一夫，李升，
申请(专利权)人：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心，
类型：发明
国别省市：