靶向神经丝轻链蛋白的多肽及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种靶向神经丝轻链蛋白(NFL)的多肽及其应用。该多肽探针具有检测灵敏度高、特异性强，与神经丝轻链蛋白亲和性高，能够有效地通过血清中的NFL来对AD病人和正常人血清进行筛查，检测时间短，检测成本低，可自动化操作等优点。为诊断和监测神经退行性疾病如AD等提供了新的液体活检方法与思路。等提供了新的液体活检方法与思路。

【技术实现步骤摘要】
靶向神经丝轻链蛋白的多肽及其应用


[0001]本专利技术涉及生物医学
，具体地说，涉及一种靶向神经丝轻链蛋白的多肽及其应用。

技术介绍

[0002]神经丝蛋白(neurofilaments,NF)是神经元细胞骨架的重要成分,作用为维持神经元正常形态及保持神经纤维的弹性,防止断裂,而神经丝轻链(neurofilament light,NFL)被认为是神经丝蛋白中最重要的一部分。神经丝蛋白是一种在大直径有髓轴突中高表达的神经元骨架蛋白,炎症、神经退行性变、创伤性或脑血管病等疾病引起中枢神经系统轴突损伤时,神经丝蛋白将释放到细胞外液、脑脊液,并以较低浓度释放到外周血液中,释放量的多少取决于轴突损伤的严重程度。近年来,NFL被作为神经轴索损伤的候选生物标志物,正受到越来越多的关注。随着科技日新月异的发展,检测NFL的技术更加精准。临床研究发现NFL与各类疾病有密切的关联性,不管在疾病诊断、指导疾病预后、生物标记、疾病严重程度的预估、检测药物的有效性、预测预后等方面都有重要的指导意义。研究表明,NFL作为轴突损伤的标志物对于不同神经系统疾病,包括肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)、阿尔茨海默症(Alzheimer
’
s disease)、帕金森病(Parkinson
’
s disease)、多发性硬化(multiple sclerosis,MS)、创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)、亨廷顿舞蹈病(Huntington's disease,HD)、急性缺血性卒中(acute ischemic stroke,AIS)等的诊断及用药疗效、预后评估等方面发挥着重要指导意义。
[0003]阿尔茨海默症(AD)是目前最为常见的神经系统退行性疾病之一。AD患者通常表现出记忆、判断、行为和情绪等的变化，并最终干扰患者对身体的控制。由于人口老龄化和生活质量的提高，AD发病人数将在今后数十年中提高数倍，由目前全球约5000万，增长到2050年的超过1亿人。阿尔茨海默症不仅会使病人残疾，遭受极大的痛苦，而且会造成大量的财务负担。另外，阿尔茨海默症的发病率随年龄逐步升高，根据流行病学数据可知，65岁以上约为5％，超过七十岁时上升至10％，而超过八十岁时患病率增至30％。到目前为止，尚无治疗AD的有效药物，现有的药物可以改善部分患者的症状，但是价格高且疗效有限，而且无法阻止或逆转病程的进展。随着人口老龄化，人们在等待急需的药物突破的同时，将眼光投向了AD早期的识别与治疗等二级预防方面。迫切需要具有较高的准确性和可靠性、无创或微创、具有成本效益可用于大规模筛查的理想AD诊断技术，改进病理诊断，实现早期诊断，提高治疗的可能性。
[0004]通过生化方法检测相关生物标志物的变化，在一定程度上可以及时的反映疾病的进展。根据检测方式，可划分为成像生物标志物、脑脊液生物标志物和血液生物标志物。AD相关成像生物标志物主要包括MRI和PET诊断，分别揭示脑萎缩和大脑中的Aβ、tau等蛋白的聚集。但由于这些技术操作复杂、价格昂贵，限制了其应用于初级保健水平的可能。脑脊液(CSF)是用于AD生物标志物评估的最可靠和准确的生物流体，因为CSF直接与大脑中的细胞外空间相互作用，从而反映相关的生化/病理变化，已被纳入AD诊断标准。但CSF的提取过程
复杂、具有侵袭性等缺点限制了这些方法应用于阿尔茨海默病患者和轻度认知功能障碍的检测。由于血液检测的常规性及易于普及，允许使用现有系统收集和处理样本，基于血液的AD生物标志物可以满足初级保健机构广泛筛查大量人群的要求。通过血液测试来确认病因具有成本效益、非侵入性且易于实施三方面的好处，有望使大规模的痴呆症诊断成为新的现实。然而基于血液的生物标志物具有皮克级的浓度，需要超灵敏的传感器和分析技术来检测。
[0005]脑脊液和血清中的NFL水平已被从多方面考察作为AD生物标志物的潜力。多项研究表明，脑脊液和血液中神经丝轻链水平随着AD疾病的进展而升高，并且对未来认知能力下降具有良好的预测价值。根据一项显性遗传性阿尔茨海默病网络研究的结果，在临床前16.2年就可以观察到AD致病突变携带者血清NFL年变化率的明显增加。而且数据显示，AD患者血浆神经丝轻链水平为脑脊液水平的1/30
–
1/40，两者水平密切相关，因此将神经丝轻链蛋白作为血液生物标志物是可靠的。在对没有认知障碍的老年人的研究中，观察到在随访期间出现认知能力下降的人的脑脊液神经丝轻链水平升高，因此有望用于AD临床前阶段的预防性筛查。在APP/PS1小鼠经过组织病理学检查发现NFL阳性神经异常，与AD中NFL升高相一致，表明潜在的轴突损伤。研究还表明，早期血清NFL浓度升高与AD样病理的进展密切相关，且血清神经丝轻链浓度响应抗Aβ免疫疗法而下降，这表明血清神经丝轻链可能是治疗反应的生物标志物。
[0006]NFL作为轴索损伤的生物标记物,准确测量其浓度可协助了解多种疾病的发展过程,由于各种疾病状态导致的中枢神经系统轴突损伤,将NFL释放到细胞外液、脑脊液和外周血液中,外周血液中的NFL均较细胞外液、脑脊液低。在临床上脑脊液采样为创伤性检查,较外周血采样不容易获得，临床上更加希望能够用一种准确的测定方法来检测外周血的NFL以指导临床工作。
[0007]因此，体液，尤其是易于获取的血液中NFL浓度的测量有望用于AD临床前阶段的预防性筛查。但相较脑脊液，血液成分更加复杂，生物标志物含量更低，因此需要建立更高灵敏度和特异性的AD标志物血液检测方法。
[0008]血清神经丝轻链蛋白是一个能够反映神经轴突受损程度的血液标志物，在很多神经系统疾病中能够起到协助诊断、评估疾病严重程度和判断预后的作用。目前关于靶向识别NfL的探针研究还比较少，临床数据不够充分，对各个疾病的特异性、敏感性分析尚不足，这将是未来研究的一个方向和目标。
[0009]相比抗体等大分子，多肽作为诊断探针具有易于合成、易于化学修饰、稳定性好、穿透性强等优势。针对NFL发展高灵敏度、高特异性的新型多肽探针，通过组装形成纳米结构，实现高灵敏AD血清检测，有望为AD和其它神经退行性疾病的早期诊断提供新方法。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种靶向神经丝轻链蛋白的多肽及其应用。
[0011]为了实现本专利技术目的，第一方面，本专利技术提供一种靶向神经丝轻链蛋白的多肽，所述多肽的结构通式如下：
[0012]X9X8X7X6X5X4X3X2X1C；
[0013]其中，C为半胱氨酸；X1为赖氨酸、天冬酰胺或异亮氨酸；X2为缬氨酸、脯氨酸或谷氨
酸；X3为天冬氨酸、丝氨酸或色氨酸；X4为谷氨酸、缬氨酸、甘氨酸、亮氨酸或苏氨酸；X5为组氨酸、络氨酸、精氨酸或天冬氨酸；X6为天冬氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸或谷氨酰胺；X7为色氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸或酪氨酸；X8为谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸或精氨酸；X9为丙氨酸、亮氨酸、组氨酸或苯丙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.靶向神经丝轻链蛋白的多肽，其特征在于，所述多肽的结构通式如下：X9X8X7X6X5X4X3X2X1C；其中，C为半胱氨酸；X1为赖氨酸、天冬酰胺或异亮氨酸；X2为缬氨酸、脯氨酸或谷氨酸；X3为天冬氨酸、丝氨酸或色氨酸；X4为谷氨酸、缬氨酸、甘氨酸、亮氨酸或苏氨酸；X5为组氨酸、络氨酸、精氨酸或天冬氨酸；X6为天冬氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸或谷氨酰胺；X7为色氨酸、天冬氨酸、异亮氨酸或酪氨酸；X8为谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸或精氨酸；X9为丙氨酸、亮氨酸、组氨酸或苯丙氨酸。2.根据权利要求1所述的多肽，其特征在于，所述多肽为Pep12、Pep15、Pep18Pep30或Pep39，氨基酸序列分别为：Pep12：FQWFYENVKC；Pep15：FNDFHVWPNC；Pep18：FEWSRVWVKC；Pep30：HKIDYENVKC；Pep39：AEIFYLSVKC。3.根据权利要求1或2所述的多肽，其特征在于，所述多肽包含的氨基酸残基为L
‑
型和/或D
‑
型，以及氨基酸残基的前后颠倒的序列变化体或环肽结构。4.聚核苷酸，其特征在于，其包含编码权利要求1
‑
3任一项所述多肽的核苷酸序列。5.含有权利要求4所述聚核苷酸的生物材料，其特征在于，所述生物材料为重组DNA、表达盒、转座子、质粒载体、病毒载体、工程菌或转基因细胞系。6.由权利要求1
‑
3任一项所述多肽自组装形成的二价体或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志远，王子华，郭雨盺，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：