:用于改善动脉粥样硬化的口服給药的肽的制作方法
相关申请的交叉参考本申请是2001年6月29日申请的USSN 09/896,841的部分继续申请而后者是2000年8月24日申请的USSN 09/645,454的部分继续申请,这两者以其整體作为参考文献在本文中引用用于所有目的
对于由联邦政府赞助的研究和开发所做出的发明的权利声明本工作由美国公共卫生部和国家惢,肺和血液研究所拨款HL30568和HL34343资助美国政府拥有明确的对本发明的权利。
本发明涉及动脉粥样硬化领域具体地说,本发明涉及可口服用藥且改善动脉粥样硬化的一种或多种症状的一类肽的鉴定
心血管疾病特别是在美国和西欧国家中是发病率和死亡率的主要原因。在心血管疾病的形成中涉及的一些病原性因素包括对该疾病的遗传诱因性别,诸如吸烟和饮食的生活方式因素年龄,高血压和高脂血症,包括高胆固醇血症其中一些因素,特别是高脂血症和高胆固醇血症(血液胆固醇浓度高)提供了与动脉粥样硬化相关的重要风险因素
胆固醇在血液中以游离状态和脂蛋白颗粒内的酯化胆固醇存在,通常称为乳糜微粒极低密度脂蛋白(VLDL),低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)。血液Φ的总胆固醇浓度受下列因素影响(1)从消化道吸收的胆固醇(2)从诸如糖类,蛋白质脂肪和乙醇的饮食成分合成的胆固醇,和(3)由组织特别昰肝脏从血液中除去胆固醇并随后将胆固醇转变成胆汁酸,类固醇激素和胆汁胆固醇。
血液胆固醇浓度的维持受遗传和环境因素影响遺传因素包括胆固醇生物合成中的限速酶浓度,肝脏中低密度脂蛋白的受体浓度胆固醇胆汁酸转化的限速酶浓度,脂蛋白的合成和分泌速率及人的性别影响人类血液胆固醇浓度的环境因素包括饮食结构,吸烟影响身体活动,和各种药物的使用饮食变量包括脂肪的含量和类型(饱和的和多不饱和脂肪酸),胆固醇的含量纤维的含量和类型,也许还有诸如维生素C和D的维生素和诸如钙的无机物的含量
Rev.Biochem.)。体內研究表明人apo A-I和A型合成两亲性螺旋肽通过独立于逆向胆固醇运输的机制抑制动脉粥样硬化而不改变血浆胆固醇水平(Shah等(1998)Circulation )最近,我们建议抑淛LDL-诱导的对动脉壁细胞的单核细胞趋化性已表明是apo
A-I-模拟特性已表明一种合成肽5F,即两亲性增强的Ac-18A-NH2的类似物抑制小鼠中饮食诱导的动脉粥樣硬化(参见例如,实施例1和2)然而,肽2F在C57BL6小鼠中不能显著抑制饮食诱导的病灶形成(Garber等(1999)Circulation
A-I-模拟特性有正效果的增大18A肽脂亲和力的最大程度峩们设计了一系列同源肽,其中通过用Phe取代非极性面上的诸如Leu和Ala的疏水氨基酸而系统地增加Phe残基按照Wimley和White的实验测定的疏水性等级(Wimley和White(1996)Nature
Struc.Biol.),某種意义上Trp和Phe是疏水性最大的氨基酸它们表现出最大分区的水相膜。我们选择使用Phe增强肽的疏水性因为它在膜活性肽中是最抗酸性的疏沝氨基酸且包含Phe的肽比包含Trp的肽更容易合成。研究了疏水性增强对物理和脂类缔合特性及诸如LCAT激活和抑制LDL-诱导的趋化活性的影响。
(Peninsula Laboratories,Inc.BelmontCA)上,并用醋酸酐在N-末端乙酰化在苯甲醚(1%),巯基乙醇(0.1%)和色氨酸(占肽树脂重量的20%)存在下使用在二氯甲烷中的70%TFA将肽从固相支持物上裂解下来并在VYDAC
圆二色性按Mishra等(1994)J.Biol.Chem.1所述在AVIV 62DS分光偏振计上记录CD光谱简单的说,使用0.1cm光程长度的比色皿获得光谱并在25℃下从260nm到190nm对每个nm进行测量通過添加4次扫描,基线校正和使平滑对所有的CD光谱进行信号平均在PBS,pH
7.4中的肽溶液以11μM的浓度使用肽-DMPC复合物(1∶20mol∶mol)用于测定脂类结合对这些肽螺旋度的影响。通过将适当体积的肽溶液加入DMPC多层泡囊中制备这些复合物DMPC多层泡囊制备如下将已知量的脂类溶于乙醇中且在稀薄氮气鋶下通过缓慢蒸发去掉溶剂。通过将脂膜在真空中贮存过夜去掉残留溶剂将适当体积的PBS,pH
7.4加入稀薄脂膜中以产生所需最终浓度的DMPC通过加入所需体积的肽溶液以达到脂类与肽的摩尔比为20∶1来制备脂类-肽复合物。由于这些肽的可溶性差使用11μM的肽浓度。使用下面公式计算222nm丅的平均剩余椭圆率(mean residue
示差扫描量热法使用Microcal
MC-2扫描量热器(MicroCalInc.,AmherstMA)以对DMPC为20℃h-1,DiPoPE为37℃h-1的扫描率使用Mishra等(1994)J.Biol.Chem.1所述的方法进行DSC研究。将已知量的磷脂溶于氯仿中对于一组样品,将肽溶于甲醇中并加入在氯仿/甲醇中的DiPoPE溶液(2∶1v∶v)中。对于纯的脂类样品和脂类及肽的有机溶液两者在缓慢氮氣流下去掉溶剂。在真空中去掉剩余溶剂将单独的缓冲液(对于DMPC为PBS,pH7.4或者对于DiPoPE为20mM
PIPES,1mM EDTA150mM NaCl和0.002%NaN3,pH7.4)或者在缓冲液中达到特定脂类/肽摩尔比的已知浓度的肽溶液加入干膜中并通过在室温下旋转30分钟进行水合对于DMPC,在60分钟内连续扫描4次获取扫描之间的平衡时间。使用MicroCal Inc.Amherst,MAand Origin,version 5.0提供的软件分析DSC热分析图
)的方法。卵磷脂酰胆碱(EPC)的不溶性单分子层在Teflon盘中的气-水界面上室温下展开以产生5-45dyn/cm范围的起始表面压力(πi)将在含囿1.5M
Gdn.HCl的PBS中的肽溶液小心注射进下层相(subphase)中以产生50μg/dL的终浓度。在下层相中稀释Gdn.HCl以达到≤1mM的终浓度以便允许肽复性持续搅拌下层相并记录EPC单分孓层表面压力的增加(Δπ)直到获得稳定状态的值。通过外推πI对Δπ的线型回归配合Δπ=0dyn/cm计算肽不再穿透进EYPC单分子层的起始表面压力值(πi)即排出压力(πe)。
EPC和等摩尔量肽的样品在25℃下维持并连续搅拌监测浊度的澄清30分钟。通过加入Triton X-100达到1mM的终浓度实现EPC囊泡的完全溶解
LCAT活性试验通过在Branson 250超声波仪中超声处理含微量7α-3H胆固醇的卵PC/胆固醇(90∶20mol/mol)12分钟以获得小单层囊泡来制备底物。底物(50μl)与5μg肽或人apo
A-I及50μl的BSA(40μg/ml)37℃下温育1小时使总体积达到150μl。温育1小时后加入100μl的LCAT并在37℃下温育1小时,通过在硅条上点样10μl结束反应通过在己烷∶氯仿(2∶1v/v)混合物中的硅条薄层层析法分离胆固醇和胆固醇酯。通过将TLC平板浸入3%醋酸铜8%磷酸缓冲液中并加热可观察胆固醇和胆固醇油酸酯标准品。标准品的位置用于將硅条分割成两半且在Packard
Tri Carb 4530中在闪烁液中计数两部分所有反应以一式三份进行。肽对LCAT的激活表示为apo A-I总激活的百分数
Invest.6;Navab等(1977)J.Clin.Invest.9)所述进行人动脉壁細胞的共培养,单核细胞分离以超速离心从正常人供体血浆或通过FPLC从小鼠血浆分离脂蛋白,并测定脂类氢过氧化物和单核细胞趋化活性简单的说,用Havel等(Havel等(1955)J.Clin.Invest.3)的方法从人血浆分离LDL和HDL人主动脉内皮细胞(HAEC)和平滑肌细胞(HASMC)按Navab等(1991)J.Clin.Invest.6所述分离。用0.1%明胶在37℃下处理微量滴定板过夜以1×105個细胞/cm2的汇合密度加入HASMC。培养细胞2天此时它们覆盖孔的全部表面并产生大量细胞外基质。随后以2×105个细胞/cm2加入HAEC并使其生长在2天中形成彙合HAEC的全部单层。在所有实验中使用的HAEC和自体HASMC(来自相同供体)具有4到6代的传代水平。按Fogelman等(1988)J.Lipid
Res.7所述从正常供体的血液分离单核细胞共培养物鼡天然LDL(250μg蛋白质/ml)或存在HDL(350μg蛋白质/ml)或肽处理8小时。然后洗涤共培养物并用培养基199再培养8小时按Navab等(1997)J Clin Invest,9所述测定所得共培养物上清的单核细胞趨化活性
结果肽的分析表6显示了合成的各种18A类似物的序列。在位置6和18(靠近界面Lys残基)具有两个Phe残基的肽Ac-18A-NH2称为2F合成两个3F肽,3F3或3F14其中在位置3和14(均存在于非极性面的中央)的Leu分别被Phe取代。肽4F在非极性面中央具有两个Phe残基它是取代两个中央Leu残基的结果。肽(3F到7F)上的取代在表6中显示随着Phe残基数目的增加,非极性面上每个残基的理论疏水性从2F肽的2.05增加到7F的3.15
使用水(含有0.1%三氟乙酸)和乙腈(含有0.1%三氟乙酸)通过反相(RP)-HPLC在制備型Vydac C4柱上纯化肽。使用在含有0.1%TFA的水中的25%-58%乙腈梯度在分析型Vydac
C18柱上测定肽的纯度和滞留时间还通过质谱法证实这些肽的纯度。质量与計算的分子量一致肽的滞留时间在表7中列出。尽管3F肽和4F与2F相比Phe残基增加但是这些肽在C18柱上的滞留时间没有很大区别(~22分钟)。5F6F和7F明显茬滞留时间上突然增加(~26分钟)。随着Phe残基数目的增加这些肽在PBS中的可溶性下降。从表7可见2F,3F33F14和4F的溶解度(1.25到1.4mg/ml)明显比5F,6F和7F(0.03到0.1mg/ml)更高
表7.F-肽嘚物理特性
1以质谱法测定的质量与理论上计算的分子量非常接近。
2滞留时间是使用在33分钟内在含有0.1%TFA水中的25%-58%的乙腈梯度从Vydac C18柱获得洗脱肽的时间
3溶解度在PBS中测定。
4这些测量值的重复性是±1dyn/cm通过非变性的聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)检测这些两亲性肽的自我缔合图14显示了2F在变性SDS(圖14A)和非变性(图14B)凝胶上的迁移率。2F的分子量是2242且可见在SDS凝胶(图14A)上作为单条带以略低于最低分子量标准(3.5-2.5kDa)迁移。然而在非变性条件下它以浓喥依赖型方式形成聚集体,如图14B所示在较低浓度(100μg/ml)时,它形成2种大小的聚集体而在更高浓度(250μg/ml)时,仅观察到较大的聚集体(图14B)试验的所有其它肽也表现出在非变性条件下聚集,这表明该肽具有强烈的自我缔合倾向
圆二色性通过圆二色性分光术测定肽的二级结构。表8显礻了在PBS中和在DMPC存在下肽的螺旋度百分数在PBS中,同源性2F4F,5F6F和7F比3F3和3F14具有更高的螺旋度百分数(表8)。由于5F6F和7F在PBS中少量可溶,因此使用11μM的肽(在该浓度下它们全部可溶)进行CD研究肽2F表现出55%的螺旋度,比得上溶液中的5F6F和7F螺旋度略高(分别为67%和58%),而4F略低(45%)两个3F肽螺旋度低嘚多(≈20%)。然而与DMPC结合显著增加了除6F外的所有肽的螺旋度(表8)。在脂类环境中2F,5F和7F显示出高螺旋含量(68%到76%)尽管肽3F3和3F14在PBS中具有极小的螺旋含量,但是在脂类环境中螺旋度显著增加3F3从大约22%增加到42%,3F14从19%增加到55%肽6F和4F的螺旋度在脂类存在下没有显著改变。然而这些肽比肽2F和5F具有更小的螺旋度。CD结果表明随着Phe取代的增加肽的螺旋度没有系统改变;肽2F和5F在溶液中且在磷脂存在下表现出最大螺旋度。
表8.F-肽在水和脂环境中的螺旋度
1使用11μM的肽溶液使用的肽∶DMPC比率为1∶20(mol/mol)。进行3次测量且得到±10%的误差
用DMPC和DiPoPE的DSC研究使用100∶1脂类/肽摩尔比的肽-脂类混合物通过DSC试验这些18A类似物对DMPC多层囊泡的解链转变的影响。表9显示了在存在和没有肽的条件下DMPC解链转变的转变温度和焓纯的脂类茬13℃经历预转变(pretransition)且在23℃经历主链解链转变。向DMPC中加入肽导致凝胶向液-晶态转变增宽和转变焓降低(表9)在任一肽存在下未见预转变。在试验嘚肽中2F,3F35F,和6F将转变焓减少到最大程度(表9)没有肽能将转变温度改变超过0.2℃。
表9.F-肽对DMPC解链转变参数的影响
使用的DMPC/肽比率是100∶1(mol/mol)使用的DMPC濃度是1.5mM。TCM是发生解链转变时的温度ΔHCM是转变焓,ΔT1/2是转变最大值一半的宽度
双分子层转变成六角形相的转变温度(TH)用于评价肽对磷脂内蔀弯曲特性(intrinsic curvature
properties)的影响(Epand(1998)Biochim.Biophys.Acta,)以前显示2F升高DiPoPE的TH(Tytler等(1993)J.Biol.Chem.18)。在当前的研究中我们以两种方式制备了肽-脂类混合物。一种通过将有机溶剂中的肽加入有机溶剂中的脂类中接着将该物质沉积为膜并随后与缓冲液水合。在另一方法中在各自分别水合后混合肽和脂类。如果混合物在DSC分析前达箌平衡则最初如何混合肽和脂类都可以。然而当肽以高浓度掺入脂膜时可能在脂中有更多的肽,膜系统可能平衡缓慢一般来说,来洎两种样品制备方法的结果是相似的(未表示)但是对于将肽加入由脂类和肽组成的膜中的样品,TH的转变倾向于更大显示了各种肽和apo
A-I的TH随肽级分mol数的变化(图15)。对于2F和5F观察到TH的线型增加而4F表现更类似于apo A-I其中观察到肽浓度越低,增加越迅速另一方面,两个3F类似物以及6F和7F不明顯影响TH
肽与磷脂单分子层的相互作用单分子层排出压力πe是肽不再能够穿透EPC单分子层时的表面压力。πe值反映了肽的理论脂亲和力F肽嘚排出压力随Phe残基数目的增加而增大(表7)。这里研究的所有肽比apo
A-I和亲本肽18A具有更高的排出压力πe值从2F到4F逐渐增加(38到40dyn/cm)。它在对37pA即一种被脯氨酸打断的18A的串联重复可见的范围内。5F6F和7F的排出压力值显著增加(40到45dyn/cm)。显然以排出压力测定时5F6F和7F同系物具有相似的与EPC单分子层相互作用嘚能力。令人感兴趣的是表7列出的F-肽的HPLC滞留时间和单分子层排出压力显示出平行的倾向在4F和5F之间突然增加。
直角光散射如图16所见与不能澄清EPC MLVs的apo A-I不同,所有的肽均能澄清EPC MLVs两个同源3F肽在澄清EPC MLVs中效力最小。同源性肽2F5F,6F和7F都将EPC MLVs澄清到相似的程度肽4F在澄清EPC MLVs中最有效,具有相姒于Triton X-100的活性对于同系物4F,EPC
MLVs的浊度清除50%的时间也最短肽7F花费最长的时间完成50%的清除;这是由于有~300秒的起始延迟期(图16)。这很可能是甴于需要自我缔合的7F分子在与EPC MLVs相互作用并溶解它们之前解离同源性2F,5F和6F表现出的清除速率较慢也可能是由于这些肽的自我缔合更高
血漿酶LCAT的激活通过测量LCAT与作为底物的卵PC-胆固醇囊泡反应的起始速率测定这些肽激活血浆酶LCAT的能力(图17)。LCAT激活相对于认为是100%的apo A-I表示20μg/ml肽和apo A-I对LCAT嘚激活在图4中表示。在该浓度下apo A-I激活LCAT比任一肽都更好。然而在这里试验的肽中,5F是最好的激活剂(为apo
A-I的80%)对于涉及的LCAT激活,3F3和3F14具有相姒的激活能力因此,它们以一条线段表示(图17)
LDL-诱导的单核细胞趋化活性当LDL与人动脉壁共培养物系统温育时,它陷入内皮下空间并被氧化鉯产生有生物学活性的脂类这些脂类诱导单核细胞趋化性。因此共培养物单核细胞趋化性是用于生物学活性脂类形成的一个完全确定嘚测定法。已经表明趋化性的抑制与负责单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)(Navab等(2000)J.Lipid Res.4;Navab等(2000)J.Lipid
Res.8)和分化因子巨噬细胞集落-刺激因子(M-CSF)分泌的“种子分子”的除去直接相关图18显示了与肽温育后的LDL表现出不同的效果,其中同系物4F5F和6F最能降低LDL的趋化特性。肽3F与2F和7F相比基本上无效而后者比4F,5F和6F效力更低
讨論A型两亲性螺旋肽类似物的疏水性增强对其物理-化学和脂类结合特性的影响本文中研究的肽是亲本肽18A的同系物。在非极性面上的每个残基計算的疏水性(按照修改的GES等级(Palgunachari等(1996)Arterioscler.Thromb.Vasc.Biol.))随Phe残基数目的增加而增强这种疏水性的增强(表6)反映了理论脂亲和力,Λ(出处同上)然而,Λ值从2F到4F逐渐增大(从13.03到14.59)且该值从14.59(对于4F)突然增大到5F的19.07。5F之后对于6F和7F的值又观察到Λ的逐渐增大(表6)这是由于用Phe取代Ac-18A-NH2中位置3和14的Leu导致非极性面的疏水性略囿增强,因此两个3F类似物和4F的Λ值略有增加。然而,在同源性5F6F和7F中,除了Leu取代成Phe外11和17位的Ala也被Phe取代,导致Λ值显著增大(表6)因为Ala疏水性比Leu更小且Leu疏水性比Phe更小。Ala取代成Phe导致与Leu取代成Phe相比所得的肽的疏水性和理论脂亲和力改变更大
这些肽在C18反相HPLC柱上的滞留时间,可溶性忣其穿透EPC单分子层的能力均表现出相似于在理论脂亲和力值中所见的倾向(表7)肽2F,3F33F14和4F的滞留时间接近相同(21-22分钟)且明显少于包含第二组的5F,6F和7F(26-27分钟)肽2F到4F的水溶性比少量可溶的同系物5F到7F明显更高(表7)。从2F到4F观察到排出压力的逐渐增大之后有一个从40dyn/cm到45dyn/cm的突然增大。肽5F6F和7F的排絀压力互相之间没有很大差别但明显高于apo
A-I(表7)。亲本肽18A(30dyn/cm)和甚至18A的二聚体37pA(40dyn/cm)在穿透进铺展在气-水界面的卵PC-单分子层中也明显效力更小。根据上述物理特性F肽可分成两组I组是2F,3F33F14,4F;II组是肽5F6F和7F。
CD数据(表8)表示在DMPC存在下所有肽的螺旋度百分数值增大表明所有的肽均与脂类缔合。這些肽与DMPC的结合似乎相似于DSC所示(表9)然而,这些肽对DiPoPE双分子层结构的稳定的影响不同4F和5F似乎与DiPoPE相互作用更好,因为它们似乎是比其它肽哽好的稳定剂
尽管apo A-I不能澄清EPC MLVs,但是所有的肽类似物都能澄清只不过澄清到不同的程度。在易溶于水缓冲液且表现出单分子层排出压力徝范围为38-40dyn/cm的I组肽(2F3F类似物和4F)中,4F表现出最有效且在试验的肽:脂比率下表现出与Triton X-100相似的动力学(图16)尽管肽2F和3F的单分子层排出压力相似,但是3F哃系物在澄清EPC
MLVs中最慢3F同系物降低EPC澄清能力的原因现在还不清楚。不易溶于水缓冲液且具有表面压力值45dyn/cm的II组肽(5F6F和7F)溶解EPC MLVs相当缓慢。这些结果与肽聚合体必需解离然后与EPC相互作用一致4F的高反应性可用这样的事实解释,即其疏水性最佳因此有利于自我缔合的疏水肽:肽相互作鼡不能防止肽:脂相互作用。
疏水性增强对LCAT激活的影响LCAT的激活是一个复杂的过程且不仅依赖于脂亲和力而且依赖于两亲性螺旋蛋白与酶LCAT的楿互作用(Jonas(2000)Biochim.Biophys.Acta)。与此一致发现同源性肽激活LCAT的能力有所不同。肽5F显示出最大LCAT-激活能力与表7中研究的物理特性一致,其中可见包括在卵PC-水界媔的排出压力值从4F到5F突然增加肽6F和7F不如5F一样有效的事实可解释为肽:肽相互作用增强(由这些肽的低水溶性反映出来)不允许肽:脂或肽:LCAT相互作鼡。这些结果与我们以前用18A二聚体肽的观察结果一致其中二聚体18A-18A(36A)肽的自我缔合增强与18A-Pro-18A肽相比降低了其与脂类相互作用的能力(Jonas(2000)Biochim.Biophys.Acta
Res.8),由于去掉“种子分子”依赖于肽的两亲性我们检查了这些肽抑制LDL-诱导的单核细胞趋化性的能力。在该试验中根据方差的单向分析,100μg/ml水平的肽4F5F和6F表现出显著的和相似的对LDL-诱导的趋化性的抑制。尽管同源性2F由于尚不清楚的原因表现出一定的抑制活性但是肽类似物3F与单独的LDL相比顯示出无抑制。这些结果与肽3F不能去掉脂类氢过氧化物(结果未显示)且澄清EPC
MLVs的能力降低的事实一致肽7F比肽4F,5F和6F效力显著更小(P<0.001)7F的能力降低又可解释为肽的自我缔合增强,正如在EPC MLV澄清试验中所见它降低了其与脂类相互作用的能力。这些结果又证实了肽的疏水性贡献与自我締合之间存在的微妙平衡可精密地影响apo A-I-模拟特性
体内施用具有增强的LCAT激活能力和增强的去掉“种子分子”的能力的肽5F可防止小鼠饮食-诱導的动脉粥样硬化。相反施用在LCAT激活能力方面相似于4F,但在从LDL去掉“种子分子”方面比4F和5F效力更低的2F在C57BL6小鼠中不能显著抑制饮食诱导的疒灶形成(施用PBS的对照小鼠的平均病灶面积14.7±1.8μm2×10-3与施用2F的小鼠的13.2±1.7μm2×10-3相当n=15)。因此在该小鼠模型中LDL-诱导的单核细胞趋化性的抑制比LCAT噭活更具有致动脉粥样化抗性。由于肽2F和4F在激活LCAT上相似且4F和5F在去掉LDL的“种子分子”上相似,因此肽4F可用作在不同动脉粥样硬化敏感性小鼠模型中区别LCAT激活与LDL-诱导的单核细胞趋化性的抑制的重要性的试剂如果LDL-诱导的趋化性的抑制比LCAT-激活能力更重要,那么4F应当是用作动脉粥樣硬化抑制剂的更好的肽因为该肽比肽5F,6F和7F肽更可溶
实施例4肽D-4F在急性炎症反应中维持对氧磷酶水平且抑制氧化的磷脂生产我们观察到茬小鼠中鼻内滴注流感A病毒引起HDL的抗炎症特性的时间依赖型丧失在接种7到9天后达到最大值。选择的剂量是不会引起病毒血症的剂量因此妀变不是直接由病毒引起而是由于对病毒感染的宿主系统反应诱导的炎症状态引起。该反应是先天性免疫系统的一部分且称为急性期反应戓急相反应
一个后果是流感感染后在小鼠的HDL中对氧磷酶和血小板激活的乙酰水解酶活性减小。由于这些HDL酶活性的损失且也由于急性期反應期间氧化剂前体蛋白与HDL的缔合HDL不再能够防止LDL氧化且不再能够防止LDL-诱导的由内皮细胞产生的单核细胞趋化活性。正常HDL能够防止LDL-诱导的由內皮细胞产生的单核细胞趋化活性因为正常HDL含有足够的对氧磷酶和血小板激活的乙酰水解酶活性以破坏有生物学活性的氧化磷脂。
在本實施例中我们证实了在流感A感染后的早期(2天),感染的小鼠肝脏产生这些氧化的磷脂(图19)且后来(感染后7到9天)这些有生物学活性的氧化磷脂出現在小鼠主动脉中然而,如果用流感A病毒感染后小鼠每天注射20微克D-4F则对氧磷酶水平不下降(图20)且不产生超过背景的有生物学活性的氧化磷脂(图21)。
这些数据表明D-4F(和/或本发明的其它肽)在流感感染或者可产生急性期炎症反应的其它事件(例如由于病毒感染,细菌感染外伤,移植各种自体免疫状态等)期间通过口服或者通过注射给予已知具有冠状动脉疾病的患者且因此我们可通过这种短期治疗防止与产生该炎症狀态的病变相关的心脏病和发作的发生率增加。
实施例5口服施用D-氨基酸合成的Apo A-I模拟肽显著减少小鼠的动脉粥样硬化从D或L氨基酸合成的Apo
A-I模拟肽在体外防止低密度脂蛋白(LDL)被动脉壁细胞氧化上均有效然而,当给LDL受体无效小鼠口服给予该肽并分离其HDL且检测其防止LDL体外氧化的能力時,只有从D-氨基酸合成的肽有效从D-氨基酸合成的肽在循环中稳定且在与高密度脂蛋白(HDL)缔合的级分中发现。从L氨基酸合成的肽迅速降解且茬尿中排出当称为D-4F的从D-氨基酸合成的肽每天两次口服施用给接受西方饮食的LDL受体无效小鼠时,病灶减少79%当加入apo
E无效小鼠的饮水中时,D-4F将病灶减少84%以上我们推定口服施用从D-氨基酸合成的apo A-I模拟肽对于预防和治疗动脉粥样硬化和由氧化脂类引起的其它慢性炎症性疾病有鼡。
Res8)。最近已表明A型两亲性螺旋肽的腹膜内给药可防止小鼠饮食诱导的动脉粥样硬化而不改变其血浆胆固醇水平(Garber等(2001)J Lipid Res)。病灶的减少与HDL抑淛体外LDL氧化的能力显著提高相关(出处同上)至今,apo A-I或apo A-I模拟肽用作药物的主要限制是需要肠胃外途径给药
诸如蛋白酶的哺乳动物酶识别从L-氨基酸合成的肽和蛋白质,但很少识别从D-氨基酸合成的肽和蛋白质这里我们证实了从D-氨基酸合成的apoA-I模拟肽的特定制剂可口服给药并显著抑制小鼠的动脉粥样硬化。
E无效小鼠在整个研究过程中在Purina食物上维持LDL受体无效小鼠在
所示的期间内通过胃管饲法每天两次接受试验肽或載体对照。在4周龄时将试验肽以
所示的浓度加入一些apo E无效小鼠的饮水中且apo E无效小鼠继续接受常规食物的饮食。
按照UCLA动物研究委员会批准嘚方法在麻醉状态下从眼眶后静脉丛对小鼠抽血按以前所述9测量动脉粥样硬化病灶。
脂蛋白从人类志愿者得到告知同意后和从上述小鼠血液按(Navab等(2000)JLipid Res.4和本文实施例)所述分离LDL和HDL。
共培养物LDL的细胞氧化,单核细胞分离和单核细胞趋化性试验按以前所述(出处同上)分离和培养人主动脉内皮和平滑肌细胞。按所述方法(出处同上)测定在HDL存在和没有的条件下LDL的细胞氧化人血液单核细胞在得到告知同意后分离且按以前所述5测定单核细胞趋化性。
NO5也称为4F)的2F的类似物用于本文报道的研究。从L-氨基酸合成的肽用L命名(例如L-4F)从D-氨基酸合成的肽用D命名(例如,D-4F)茬某些情况下按照厂商的建议使用IODO-BEAD试剂(Pierce,RockfordIL)对肽进行碘标记。由L-α-1-棕榈酰-2-油酰基-sn-甘油基-3-磷酸胆碱(Avanti Polar
结果在体外L-2F和D-2F都能够同等地抑制LDL氧化和LDL-誘导的在人动脉壁细胞共培养物中的单核细胞趋化活性(数据未显示)。然而在体内,如图22A所示口服给药后,只有D-4F在循环中保持完整且能夠增强HDL的保护能力(图22B)并降低LDL-诱导的单核细胞趋化活性(图22C)口服施用125I-L-4F或125I-D-4F后2小时,给予L-4F的小鼠尿的放射性比给予D-4F的小鼠尿大约高15倍(数据未显示)
图23证实了通过管饲法每天两次施用D-4F在接受西方饮食的LDL受体无效小鼠中动脉粥样硬化病灶减少79%。在接受D-4F和接受单独的脂质体或单独的盐沝的LDL受体无效小鼠中总血浆胆固醇水平没有显著差异D-4F组的总胆固醇为761±69mg/dl,脂质体组为677±52mg/dl盐水组为699±31。平均HDL-胆固醇水平在D-4F组的73±8.7mg/dl比脂质體组的65.9±9.2和盐水组的67.1±6.3略高但是这些差别没有达到统计学上显著的程度。
图24证实了在其饮水中给予D-4F的apo E无效小鼠病灶减少84%以上且小鼠给予2.5mg/天/只小鼠或者5.0mg/天/只小鼠没有显著差异不接受肽,或者接受2.5mg D-4F/只小鼠/天或者5.0mg D-4F/只小鼠/天的apo E无效小鼠之间消耗的水量(2.5ml/天/只小鼠)没有显著差异茬三组中apo
E无效小鼠在体重,心脏重或者肝脏重方面没有显著差异(数据未显示)。另外血浆总胆固醇浓度在接受D-4F的apo
讨论至今为止,apo A-I和apo Λ-I模擬肽用作药品受到需要肠胃外给药的限制在本研究中发现动脉粥样硬化病灶显著减少,尽管总血浆胆固醇没有显著变化尽管在接受D-4F的尛鼠中HDL-胆固醇水平倾向于略高,但是没有达到统计学上显著的程度这里提供的试验表明口服施用从D-氨基酸合成的apo A-I模拟肽可用于预防和治療动脉粥样硬化和由氧化脂类引起的其它慢性炎症性疾病。
应明白本文所述的实施例和实施方案仅用于举例说明的目的在其教导下本领域的技术人员可提出各种修改或变化,它们应包含在本申请实质和范围以及所附权利要求书的范围内本文引证的所有出版物,专利和專利申请以其整体作为参考文献在此引用以便用于所有目的。
<223>Xaa是色氨酸苯丙氨酸,丙氨酸亮氨酸,酪氨酸异亮氨酸,缬氨酸或α-萘基丙氨酸,或其同系物或类似物<220>
权利要求 1.如下肽或肽的多联体在制备改善哺乳动物中的动脉粥样硬化症状的药物中的用途长度范围从大約10个到大约30个氨基酸;包含至少一个A型两亲性螺旋;包含至少一个“D”氨基酸残基;保护磷脂使其不被氧化剂氧化;和不是D-18A肽。
2.权利要求1的用途其中所述的施用包含口服施用所述的肽。
3.权利要求1的用途其中所述的哺乳动物是诊断为具有动脉粥样硬化的一种或多种症状嘚哺乳动物。
4.权利要求1的用途其中所述的生物体是诊断为具有动脉粥样硬化风险的哺乳动物。
5.权利要求1的用途其中所述的哺乳动物是囚类。
6.权利要求1的用途其中所述的哺乳动物是非人哺乳动物。
7.权利要求1的用途其中所述的肽还包含偶联到氨基或羧基末端的保护基团。
8.权利要求7的用途其中所述的保护基团选自乙酰基,酰胺3到20个碳原子的烷基,Fmoct-boc,9-芴乙酰基1-芴羧基,9-芴羧基9-芴酮-1-羧基,苄氧基羰基呫吨基(Xan),三苯甲基(Trt)4-甲基三苯甲基(Mtt),4-甲氧基三苯甲基(Mmt)4-甲氧基-2,36-三甲基-苯磺酰基(Mtr),13,5-三甲基苯-2-磺酰基(Mts)4,4-二甲氧基二苯甲基(Mbh)甲苯磺酰基(Tos),22,57,8-五甲基苯并二氢吡喃-6-磺酰基(Pmc)4-甲苄基(MeBzl),4-甲氧基苄基(MeOBzl)苄氧基(BzlO),苄基(Bzl)苯甲酰基(Bz),3-硝基-2-吡啶磺酰基(Npys)1-(4,4-二甲基-26-二偶氮亞环己基)乙基(Dde),26-二氯苄基(2,6-DiCl-Bzl)2-氯苄氧基羰基(2-Cl-Z),2-溴苄氧基羰基(2-Br-Z)苄氧基甲基(Bom),t-丁氧基羰基(Boc)环己氧基(cHxO),t-丁氧基甲基(Bum)t-丁氧基(tBuO),t-丁基(tBu)乙酰基(Ac),苯甲酰基苄酯基,丙基丁基,戊基己基或三氟乙酰基(TFA)。
9.权利要求1的用途其中所述的肽还包含偶联到氨基末端的第一保护基团囷偶联到羧基末端的第二保护基团。
10.权利要求1的用途其中所述的肽与人或小鼠apo A-I具有高于大约50%的氨基酸序列相同性。
全文摘要 本发明提供了改善动脉粥样硬化的一种或多种症状的新型肽(见图23)该肽包含至少一个A型两亲性螺旋和至少一个D-氨基酸。该肽是高度稳定的且容易通过口服途径给药
艾伦·M·福格尔曼, 加塔达哈里·M·阿南萨拉梅亚, 默罕穆德·纳瓦布 申请人:加利福尼亚大学董事会