提供了治疗心血管疾病、并特别是心衰的方法，包括给予治疗有效量的SERCA2a翻译后修饰(例如SUMO化或乙酰化)的调节剂。还提供了通过抑制SERCA2a降解治疗心血管疾病的方法。还提供了诊断发展为心衰的倾向性的方法，包括确定是否存在SERCA2a突变体或测定心肌细胞中SUMO1的表达水平。本公开还提供了筛选调节SERCA2a的翻译后修饰(例如通过调节翻译后SUMO化和/或乙酰化)的治疗剂的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】SERCA2A的SUMO化和心血管疾病相关申请的引用本申请要求2011年7月13日提交的美国临时专利申请61/507，526的优先权，通过引用的方式将该申请整体并入本申请。
本公开大体上涉及心脏病的预防和治疗，更具体而言，涉及调节SERCA2a来预防和/或治疗心脏病或改善其症状。专利技术背景SERCA2a是负责心肌细胞在兴奋收缩偶联过程中Ca2+再摄取的关键ATP酶。SERCA2a的下调是心衰中发现的主要异常现象之一。与该现象一致，通过转基因恢复SERCA2a已被证实能有效地使人以及模型动物的心脏功能正常化。心衰(HF)代表复杂的病理生理学状态，其常常是包括动脉粥样硬化、心肌病以及高血压在内的各种心血管病症的最终结果。HF的发病率在世界范围内持续升高。HF的特征为收缩功能不良，其很大程度上是由于肌质网(SR)Ca2+循环的异常(Gwathmey etal., 1987;Gwathmey and Haj jar, 1990) ?在正常人心肌细胞中，SERCA2a的活性有助于在舒张期将大于70%的胞质Ca2+移入SR。因此，SERCA2a通过决定后续搏动中SR的Ca2+含量而影响肌肉收缩动力学(MacLennan and Kranias, 2003)。由于SERCA2a的表达水平下降和活性降低而使SR的Ca2+摄取受损已报道于人类心衰中(Meyer et al., 1995 ;Minamisawaet al., 1999; Zarain -Herzberg et al.，1996)。已知的是，通过转基因恢复 SERCA2a 水平能改善 HF 的卩齿齿动物(del Monte et al., 2001)和猪模型(Byrne et al., 2008; Kawaseet al., 2008)的收缩和舒张功能不良。翻译后修饰(PTM)是通过影响各种细胞蛋白的酶学活性、定位、稳定性或响应于环境刺激的更新速率而调节各种细胞蛋白的功能的重要方式。之前已证实的是，可以通过PTM调节SERCA2a活性，所述PTM例如谷胱甘肽化(glutathiolation) (Adachi etal., 2004; Dremina et al., 2007; Lance 1 et al., 2009)和硝化(Knyushko et al., 2005)。还已知的是，与正常心脏相比，在衰竭心脏中SERCA2a的等电点同时变得酸性和碱性更强。此外，通过转基因恢复SERCA2a水平还部分地恢复衰竭心脏中SERCA2a的等电点的这种改变(图S1)。这些资料表明，已经存在与HF发展有关的SERCA2a的多种PTM。小泛素相关修饰蛋白(SUM0)与泛素享有18%的序列同源性，其可以与靶蛋白的赖氨酸残基缀合。这种PTM被称为SUM0化。在人中，三种SUM0同种型(SUM01-3)能修饰共同的和不同的底物(Welchman et al.，2005)。具体而言，SUM01被证实在调节不同的细胞进程中发挥重要作用，包括正常和病理状态中的转录调节、核转运、DNA修复、细胞周期、质膜去极化以及信号转导(Sarge and Park-Sarge, 2009)。SUM0介导的诸如GATA4 (Wanget al., 2004)和Nkx2.5 (Wang et al., 2008)的心脏转录因子的调节与心肌细胞的分化和心脏结构的发育有关。SUM0介导的修饰还调节心脏离子通道活性，包括电压门控钾通道(Benson et al.，2007)。此外，ERK5的SUM0化最近被证实与糖尿病相关心脏疾病状态有关(Shishido et al., 2008)。在过去的几年中，大量研究证实，SUM0化能调节正常和人病理状态中多种蛋白的活性，包括神经退行性疾病、癌症以及家族性扩张型心肌病(Kim and Baek, 2006; Stef fanet al., 2004; Zhang and Sarge, 2008) ?最近，ERK5的SUMO化在糖尿病心脏中的关键作用已被报道(Woo and Abe, 2010)。SUMO化能影响靶蛋白的生物化学性质，诸如酶学活性和稳定性。深层的分子学机制很大程度还是未知的，但是已提出了三种可能性。SUM0连接通过屏蔽已存在的结合位点或增加SUM0中存在的界面而可能改变靶标与其结合伴侣(DNA或蛋白)之间的相互作用。或者，SUM0化可能诱导靶蛋白的构象改变，这能增加或降低酶学活性。最后，SUM0化能阻断赖氨酸残基上的其他PTM(例如泛素化和乙酰化)，这导致靶蛋白的功能性质的改变。已被证实，SERCA2a是氧化型PTM的靶标。在经历电刺激的骨骼肌中、在高血胆固醇的动脉中以及在缺血的人心脏中已观察到了 SERCA2a的累积硝化作用。酪氨酸294和295位置的硝化与SERCA2a的Ca2+_ATP酶活性降低相关。位于SERCA2a的功能关键膜区内并邻近带负电的侧链的这些酪氨酸的位置似乎能保证高效的硝化作用和钙转运的速率降低的机制。此外，在糖尿病猪中检测到了 SERCA2a的氧化还原敏感型半胱氨酸残基(半胱氨酸674)的氧化(Ying et al., 2008)。这样的氧化修饰可能与缺血心脏(French et al., 2006)和暴露于过氧化氢的H9c2细胞(Ihara et al.，2005)中SERCA降解加速有关。因此，本领域中仍然需要以对人类和其他动物安全和有效的方式治疗诸如心衰的心血管疾病的治疗剂和方法。专利技术概述本申请公开的主题满足了本领域中对于治疗心血管疾病的治疗剂和方法的至少一个上述需求。具体而言，本申请公开的实验确定了，SERCA2a是被SUM0化的。衰竭心脏中的SUM01水平和SERCA2a的SUM0化显著降低。SUM01超表达恢复衰竭心脏中受损的心脏功能，在一定程度上是通过增强SERCA2a的酶学活性和稳定性，而SUM01下调导致心脏功能不良。这些资料提供了通过PTM调节SERCA2a功能的新的见解，并且还提供了设计新的HF治疗策略的基础。在以下示例性段落中描述了所公开的主题的不同方面。1.治疗个体心脏功能不良的方法，包括给予所述个体治疗有效量的SERCA2a翻译后修饰的调节剂。2.如段落1所述的方法，其中所述心脏功能不良选自心衰、压力超负荷诱导的心脏功能不良、以及受抑制的钙衰变诱导的心脏功能不良。3.如段落2所述的方法，其中所述心衰包括收缩功能不良。4.如段落2所述的方法，其中所述心衰是TAC诱导的心衰。5.如段落1所述的方法，其中所述个体是人。6.如段落1所述的方法，其中所述调节剂调节SERCA2a翻译后SUM0化。7.如段落6所述的方法，其中所述调节剂是包含编码选自SERCA2a和SUM01的蛋白的可表达编码区的载体，并且其中所述编码区可操作地连接于至少一个表达控制元件。8.如段落7所述的方法，其中所述载体是重组腺相关病毒。9. 如段落8所述的方法，其中所述重组腺相关病毒是rAAVl。10.如段落1所述的方法，其中所述调节剂调节SERCA2a翻译后乙酰化。11.如段落10所述的方法，其中所述调节剂是Sirtl脱乙酰酶。12.通过抑制SERCA2a降解来治疗个体的心血管病症的方法，包括给予治疗有效量的SU本文档来自技高网...
【技术保护点】
治疗个体心脏功能不良的方法，包括给予所述个体治疗有效量的SERCA2a翻译后修饰的调节剂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.13 US 61/507,5261.治疗个体心脏功能不良的方法，包括给予所述个体治疗有效量的SERCA2a翻译后修饰的调节剂。2.如权利要求1所述的方法，其中所述心脏功能不良选自心衰、压力超负荷诱导的心脏功能不良、以及受抑制的钙衰变诱导的心脏功能不良。3.如权利要求2所述的方法，其中所述心衰包括收缩功能不良。4.如权利要求2所述的方法，其中所述心衰是TAC诱导的心衰。5.如权利要求1所述的方法，其中所述个体是人。6.如权利要求1所述的方法，其中所述调节剂调节SERCA2a翻译后SUMO化。7.如权利要求6所述的方法，其中所述调节剂是包含编码选自SERCA2a和SUM01的蛋白的可表达编码区的载体，并且其中所述编码区可操作地连接于至少一个表达控制元件。8.如权利要求7所述的方法，其中所述载体是重组腺相关病毒。9.如权利要求8所述的方法，其中所述重组腺相关病毒是rAAVl。10.如权利要求1所述的方法，其中所述调节剂调节SERCA2a翻译后乙酰化。11.如权利要求10所述的方法，其中所述调节剂是Sirtl脱乙酰酶。12.通过抑制SERCA2a降解来治疗个体的心血管病症的方法，包括给予治疗有效量的SUM01 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗杰·约瑟夫·哈加尔，高昌源，李亚英，
申请(专利权)人：西奈山伊坎医学院，
类型：
国别省市：
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