诱导间歇性禁食和调节自噬的方法技术

本公开提供用于通过定期施用精氨酸消耗剂在受试者中诱导间歇性禁食和调节细胞或器官中的自噬的方法。诱导间歇性禁食和调节自噬可用于预防和/或治疗疾病，包括与自噬缺陷相关的疾病，促进细胞内病原体和蛋白质聚集体的清除，以及促进再生和长寿。这些方法可以单独使用或与其他药剂联合使用，以增强间歇性禁食和自噬活动，从而增强健康益处。从而增强健康益处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】诱导间歇性禁食和调节自噬的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年12月2日提交的美国临时专利申请号62/942,354的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及用于通过定期施用精氨酸消耗剂在受试者中诱导间歇性禁食和调节细胞或器官中的自噬的方法。

技术介绍

[0004]间歇性禁食(间歇性能量限制)已被证明可以带来许多健康益处。它可以帮助预防和治疗多种疾病。例如，间歇性禁食可以预防糖尿病、癌症、心脏病和神经退化。它还可以帮助减少肥胖、高血压、哮喘和类风湿性关节炎。它可以促进多系统再生，增强认知能力和健康寿命[Brandhorst等人Cell Metab.2015；22(1):86
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99]并延迟衰老。
[0005]间歇性禁食是在给定时期内在自愿禁食(或减少卡路里摄入)和非禁食之间循环的各种喂食模式的总称。存在不同的间歇性禁食方法，主要通过食物剥夺和/或消耗卡路里限制饮食来实现。例如，一种方法是隔日禁食，包括在受试者摄入少于通常能量需求的25％的24小时禁食日和随后的24小时非禁食盛宴日之间交替。另一种方法是定期禁食，包括任何超过24小时的连续禁食期，例如5:2饮食，其中每周禁食2天。在禁食期间，受试者的定期每日卡路里摄入量非常低或约为25％。另一种方法是限时禁食，包括每天只在一定小时数内进食，例如16:8饮食(禁食16小时和非禁食8小时进行循环)。一些研究通过连续几天喂食模拟禁食的饮食(禁食模拟饮食“FMD”)实现间歇性禁食，并以规律的时间间隔重复FMD循环[Brandhorst等人Cell Metab.2015；22(1):86
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99]。虽然这些喂食模式和/或饮食可以带来健康益处，但可能难以实现长期依从性。许多药剂还可以通过减少食物摄入来发挥健康益处。例如，雷公藤红素(celastrol)诱导的体重减轻是由厌食症(hypophagia)引起的[Pfuhlmann等人Diabetes.2018；67(11):2456
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2465]。然而，许多这些药剂的半衰期短，需要每天给药才能达到治疗效果。
[0006]细胞可以发生巨自噬(简称自噬)。在自噬过程中，细胞以一种受调节的方式消耗自身的部分，这包括将细胞成分递送到溶酶体以通过双膜结合结构进行降解。自噬以低水平组成性地发生，以平衡生物分子的不断合成。它通过降解长寿命的细胞内蛋白质和受损的细胞器，并将它们的成分再循环成代谢前体来维持细胞的完整性。自噬被认为是维持细胞稳态以及应对压力的关键过程。当细胞受到压力时，例如营养缺乏或禁食，自噬被强烈上调。这种上调增加了大量的多种底物的隔离和降解，包括整个细胞器的降解，从而将大分子释放回胞质溶胶以提供必要的代谢反应并产生能量。最近的研究表明，自噬还可以清除多种细胞内病原体。自噬受损与许多类型的疾病有关，包括癌症、传染性疾病、神经退行性疾病、炎症、年龄相关疾病和代谢疾病。有了关于间歇性禁食、自噬和疾病之间关系的新发现、知识和信息，就有可能设计出有效的治疗方法和策略。可以调节自噬的药剂是治疗许多疾
病的潜在疗法[Levine等人,J Clin Invest.2015；125(1):14
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24]。
[0007]自噬是一个受到严格调节的分解代谢过程，其中受损的蛋白质和细胞器被递送到溶酶体并降解以释放游离氨基酸到细胞质中。自噬通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)复合物1(mTORC1)响应氨基酸饥饿而被特异性活化，mTORC1是细胞的中心代谢传感器。mTORC1是协调氨基酸可用性和自噬的关键枢纽[Carroll等人,Amino Acids.2015；47(10):2065
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2088]。当材料丰富时，它会抑制自噬诱导。当细胞缺乏这些营养物质时，mTORC1会失活，从而促进自噬的增加。
[0008]肥胖诱导的糖尿病以高血糖、胰岛素抵抗和进行性β细胞衰竭为特征。在患有肥胖诱导的糖尿病的小鼠的胰岛中，Liu等人[Autophagy.2017；13(11):1952
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1968]观察到β细胞死亡增加和自噬潮受损。他们发现间歇性禁食会刺激自噬潮以改善肥胖诱导的糖尿病。他们表明，尽管持续摄入高脂肪，但是间歇性禁食通过增强葡萄糖刺激的胰岛素分泌、β细胞存活和NEUROG3(一种胰腺再生标志物)的核表达来恢复胰岛中的自噬潮并改善葡萄糖耐量。他们发现间歇性禁食不能挽救β细胞死亡或诱导肥胖小鼠的NEUROG3表达，这些小鼠患有溶酶体功能障碍，继发于溶酶体膜蛋白LAMP2的缺乏或BECN1/Beclin 1的单倍体不足，BECN1/Beclin1是一种对自噬体形成至关重要的蛋白质。因此，间歇性禁食可以通过自噬
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溶酶体通路保持细胞器质量，从而提高β细胞存活率，并且可以刺激肥胖诱导的糖尿病的再生标志物。
[0009]因此，需要开发用于诱导间歇性禁食状态和/或调节自噬受试者的新方法，以克服上述缺点中的至少一些。

技术实现思路

[0010]本文公开了使用长效精氨酸消耗剂的定期给药来诱导间歇性禁食和自噬的周期性发生以给受试者带来健康益处。精氨酸消耗剂可以是精氨酸酶、精氨酸脱亚氨酶或精氨酸脱羧酶。这些酶的循环半衰期可以通过使用本领域已知的任何常规方法来延长，例如通过聚乙二醇化、与白蛋白结合结构域或人血清白蛋白或人IgG Fc结构域进行融合。精氨酸消耗剂可以单独施用，或与其他方法或药剂联合施用以增强间歇性禁食和自噬，例如二甲双胍及其类似物、类视黄醇及其衍生物、绿茶多酚(
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)
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表没食子儿茶素
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没食子酸酯(EGCG)及其衍生物、雷帕霉素及其类似物。
[0011]在第一方面，本文提供了一种在有需要的受试者中诱导间歇性禁食、调节自噬或诱导间歇性禁食和调节自噬的方法，包括向受试者施用治疗有效量的精氨酸消耗剂的步骤。
[0012]在某些实施方案中，在受试者中诱导间歇性禁食、调节自噬或诱导间歇性禁食和调节自噬导致至少一种自噬相关或间歇性禁食相关疾病或健康状况的治疗，所述治疗选自由以下组成的组：增加受试者寿命，预防衰老的症状或预防与年龄有关的疾病，和促进细胞再生。
[0013]在某些实施方案中，受试者血清中的精氨酸浓度维持在低于50μM、低于25μM、低于20μM、低于10μM或低于5μM。
[0014]在某些实施方案中，精氨酸消耗剂是精氨酸酶蛋白、精氨酸脱亚氨酶蛋白或精氨酸脱羧酶蛋白。
[0015]在某些实施方案中，精氨酸酶蛋白、精氨酸脱亚氨酶蛋白或精氨酸脱羧酶蛋白还包含一个或多个聚乙二醇(PEG)基团。
[0016]在某些实施方案中，精氨酸酶蛋白包含具有SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:102、SEQ ID NO:103或SEQ ID NO:104的多肽。
[0017]在某些实施方案中，精氨酸酶蛋白、精氨酸脱亚氨酶蛋白或精氨酸脱羧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在有需要的受试者中诱导间歇性禁食、调节自噬或诱导间歇性禁食和调节自噬的方法，包括向所述受试者施用治疗有效量的精氨酸消耗剂的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述受试者中诱导间歇性禁食、调节自噬或诱导间歇性禁食和调节自噬导致至少一种自噬相关或间歇性禁食相关疾病或健康状况的治疗，所述治疗选自由以下组成的组：增加受试者寿命，预防衰老的症状或预防与年龄有关的疾病，和促进细胞再生。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述受试者的血清中的精氨酸浓度维持在低于50μM、低于25μM、低于20μM、低于10μM或低于5μM。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述精氨酸消耗剂是精氨酸酶蛋白、精氨酸脱亚氨酶蛋白或精氨酸脱羧酶蛋白。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述精氨酸酶蛋白、精氨酸脱亚氨酶蛋白或精氨酸脱羧酶蛋白还包含一个或多个聚乙二醇(PEG)基团。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述精氨酸酶蛋白包含具有SEQ ID NO:101、SEQ ID NO:102、SEQ ID NO:103或SEQ ID NO:104的多肽。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述精氨酸酶蛋白、精氨酸脱亚氨酶蛋白或精氨酸脱羧酶蛋白还包含白蛋白结合结构域或人血清白蛋白，或人IgG Fc结构域。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述精氨酸消耗剂是包含ABD多肽和精氨酸酶多肽、ABD多肽和精氨酸脱亚氨酶多肽或ABD多肽和精氨酸脱羧酶多肽的融合蛋白。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述精氨酸消耗剂包含与SEQ ID NO:49、SEQ ID NO:50、SEQ ID NO:51、SEQ ID NO:52、SEQ ID NO:53、SEQ ID NO:54、SEQ ID NO:55、SEQ ID NO:56、SEQ ID NO:75、SEQ ID NO:107或SEQ ID NO:76具有至少98％序列同源性的多肽。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述精氨酸消耗剂与治疗有效量的自噬诱导剂共同施用。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述自噬诱导剂选自由类视黄醇衍生物、(
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)
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表没食子儿茶素
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没食子酸酯(EGCG)衍生物、绿茶儿茶素和雷帕霉素衍生物组成的组。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述自噬诱导剂选自由卡马西平、可乐定、锂、二甲双胍、雷帕霉素(和雷帕霉素类似物)、利美尼定、丙戊酸钠、...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁润松，沈秀媛，李文渊，
申请(专利权)人：香港中文大学，
类型：发明
国别省市：