能够抑制tgf-β
信号传导的新型肽及其应用
技术领域
1.本发明涉及一种能够抑制tgf-β信号传导的新型肽及其应用。
技术背景
2.tgf-β细胞因子因其刺激细胞集落形成的能力而被发现(roberts a b等人，proc natl acad sci usa 78:5339-43,1981)；由于该过程是细胞转化的经典标记，因此该细胞因子被称为转化生长因子β(tgf-β)，而tgf-β配体(tgf-β1，tgf-β2，tgf-β3)被认为是多功能生长因子的原型。tgf-β被称为上皮，内皮和造血细胞增殖的抑制剂，并且是细胞外基质产生和沉积以及组织修复级联的最有效调节剂之一。
3.同时，已知tgf-β在癌症晚期参与肿瘤的生长，侵袭和转移。具体地，已知tgf-β通过激活许多不依赖于smad的信号通路，包括调节肿瘤细胞或其他细胞中的上皮-间质转化(emt)的ras-mapk和pi3k-akt，在肿瘤发生过程中表现出各种活性。
4.因此，近期tgf-β被认为是预防肿瘤生长和转移的靶标，各种tgf-β抑制剂，包括抗tgf-β的单克隆抗体、小分子化合物(激酶抑制剂)、反义寡核苷酸(asos)和嵌合蛋白，目前正在临床上进行测试。然而，长期以来，基于tgf-β信号传导抑制的治疗方法的发展进展缓慢。
5.为了解决这一问题，有必要开发一种能够有效抑制tgf-β信号通路的治疗剂。
6.公开
7.技术问题
8.一个方面提供了衍生自转化生长因子-β(tgf-β)的肽或其类似物。
9.另一方面提供了编码本发明的肽的多核苷酸。
10.又一方面提供了包含所述多核苷酸的表达载体。
11.又一方面提供了一种用于治疗或预防tgf-β相关疾病的药物组合物，所述药物组合物包含以下活性成分：所述肽、所述多核苷酸或所述表达载体。
12.又一方面提供了一种用于治疗或预防tgf-β相关疾病的方法，所述方法包括向受试者施用药物组合物，所述药物组合物包含以下活性成分：所述肽、多核苷酸或表达载体。
13.另一方面提供了一种用于治疗或预防癌症的药物组合物，所述药物组合物包含以下活性成分：所述肽、多核苷酸或表达载体。
14.另一个进一步的方面提供了用于治疗或预防癌症的方法，所述方法包括向受试者施用药物组合物，所述药物组合物含有以下活性成分：所述肽、多核苷酸或表达载体。
15.技术方案
16.一个方面提供了衍生自转化生长因子-β(tgf-β)的肽或其类似物。
17.在本发明的一个实施方案中，所述肽能够抑制tgf-β信号传导。
18.如本文所用，术语“转化生长因子-β(tgf-β)”是指属于tgf-β超家族的细胞因子，并且已知三种tgf-β亚型(tgf-β1，tgf-β2和tgf-β3)在哺乳动物中表达。tgf-β的信号转导在各种生物学过程中起关键作用，并执行各种功能，例如细胞生长停滞，凋亡，分化和上皮
间质转化(emt)。tgf-β信号传导通路受到严格调控，在发育和器官形成以及维持细胞内稳态中起关键作用。因此，破坏tgf-β信号传导可能导致威胁生命的疾病，例如癌症，纤维化和先天性畸形。
19.已知tgf-β在肿瘤发生的早期阶段表现出癌症抑制活性，但在肿瘤发生的晚期阶段促进了癌症的生长。特别地，已知tgf-β1在大多数癌组织中大量表达，并且tgf-β1高表达的癌症患者经常患有恶性肿瘤，并且预后也较差。从细胞分泌的tgf-β通过与两种类型的受体(i型和ii型受体)的异构复合物结合来启动信号转导。当tgf-β与ii型受体结合时，i型受体会识别它并与ii型受体结合。此时，当ii型受体磷酸化i型受体的gs结构域时，i型受体激酶被激活。磷酸化的tgf-βi型受体通过磷酸化tgf-β信号传导介质(smad2和smad3)的c端丝氨酸残基来触发smad2和smad3的激活。激活的smad2和smad3与smad4形成复合物并易位进入细胞核，参与靶基因的表达。
20.此外，已知tgf-β是免疫稳态和耐受的关键执行者，通过抑制免疫系统的许多组分的扩展和功能来调节免疫耐受和炎症反应。特别地，众所周知，tgf-β在肿瘤微环境中作为免疫抑制的介质起着重要作用。因此，已知tgf-β在促进肿瘤免疫环境中的癌症生长中起重要作用，因此已经研究和开发了免疫治疗性抗癌剂和各种tgf-β信号传导抑制剂的联合疗法。
21.所述肽能够通过与tgf-β受体(tgfbr1和/或tgfbr2)结合来抑制tgf-β信号传导。具体地，所述肽能够通过一种机制抑制tgf-β信号传导，在该机制中，它与tgf-β竞争结合tgf-β受体，从而阻止tgf-β细胞因子与tgf-β受体结合。
22.此外，所述肽能够通过抑制tgf-β本身在细胞中的表达水平来抑制tgf-β信号传导。具体地，该肽能够通过一种机制抑制tgf-β信号传导，该机制通过自抑制途径降低细胞中tgf-β的表达水平或减少tgf-β的细胞外释放。
23.在本发明的一个实施方案中，所述肽可以包含如seq id no:16所示的下式1表示的氨基酸序列：
24.[式1]
[0025]
f-x
1-l-g-p-x
2-p-y-i-w-x
3-l-d-t
[0026]
其中，x1、x2和x3可以各自独立地是半胱氨酸(c)或丝氨酸(s)，具体地，x
1-x
2-x3可以是c-c-s、c-c-c或s-s-s。
[0027]
所述肽可以另外包含任何氨基酸或肽。具体地，所述肽可包含任何额外的氨基酸或肽直接与式1表示的氨基酸序列的一个末端，优选c端连接的肽。额外的氨基酸或肽可以是丙氨酸(a)、苯丙氨酸(f)、缬氨酸(v)、亮氨酸(l)、丝氨酸(s)、或其组合，其非限制性实施例包括丙氨酸(a)、苯丙氨酸(f)、缬氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸(v-l-s-l)，或缬氨酸-亮氨酸-丝氨酸-苯丙氨酸(v-l-s-f)。
[0028]
所述肽可以包含seq id no:1-8中至少一个所示的氨基酸序列，具体地，可以由seq id no:1-8其中之一所示的氨基酸序列组成。
[0029]
在本发明的一个实施方案中，所述肽可以包含如seq id no:17所示的下式2表示的氨基酸序列：
[0030]
[式2]
[0031]
a-h-c-s-c-d
[0032]
所述肽可以另外包含任何氨基酸或肽。具体地，所述肽可以是其中任何额外的氨基酸或肽直接与式2表示的氨基酸序列的一个末端，优选c端连接的肽。另外的氨基酸或肽可以是丝氨酸(s)、精氨酸(r)、天冬氨酸(d)、天冬酰胺(n)、甘氨酸(g)、丙氨酸(a)、苯丙氨酸(f)、或其组合，其非限制性实施例包括丝氨酸-精氨酸-天冬氨酸-天冬酰胺(s-r-d-n)或甘氨酸-丙氨酸-苯丙氨酸-丙氨酸(g-a-f-a)。
[0033]
所述肽可以包含seq id no:9-10中至少一个所示的氨基酸序列，并且具体地，可以由seq id no:9-10其中之一所示的氨基酸序列组成。
[0034]
在本发明的一个实施方案中，所述肽可以包含如seq id no:18所示的下式3表示的氨基酸序列：
[0035]
[式3]
[0036]
t-i-v-y-y-v-x
4-x
5-k-p-k-v-e-q
[0037]
其中，x4可以是甘氨酸(g)、组氨酸(h)或缬氨酸(v)，x5可以是精氨酸(r)、亮氨酸(l)或异亮氨酸(i)，并且具体地，x
4-x5可以是g-r、g-l，h-i或v-i。
[0038]
所述肽可以包含seq id no:11-14中至少一个所示的氨基酸序列，具体地，可以由seq id no:11-14其中之一所示的氨基酸序列组成。
[0039]
在本发明中，所述肽的氨基酸序列不仅包括但不限于所述seq id nos.中每一所示的氨基酸序列，而且还包括与所述seq id nos.中每一所示的氨基酸序列具有至少60％、至少70％、至少80％、至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％同源性的任何氨基酸序列，只要该氨基酸序列是表现出与所述seq id nos.中每一所示的肽基本相同或相似的功效的肽的氨基酸序列。此外，显而易见的是，具有一个或多个氨基酸的缺失，修饰，替换或添加的氨基酸序列也属于本发明的范围，只要其与上述序列具有同源性并且具有与所述seq id nos.中每一所示肽的生物活性基本相同或相似。
[0040]
如本文所用，术语“同源性”是指编码蛋白质的两个核苷酸序列或两个氨基酸序列之间的相似性程度。当同源性足够高时，相应的蛋白质或相应基因的表达产物可能具有相同的活性或相似的活性。同源性可以表示为百分比，这取决于与给定氨基酸序列或核苷酸序列的匹配程度。在本说明书中，具有与给定氨基酸序列或核苷酸序列相同或相似的活性的同源性序列表示为“％同源性”。例如，同源性序列可以通过例如标准软件，特别是blast2.0来确定，该软件计算诸如得分、同一性、相似性等参数，或者通过在限定的严格条件下比较杂交实验中的序列来确定。并且待限定的适当杂交条件在本领域技术人员的技术范围内，并且可以通过本领域技术人员熟知的方法确定(例如，j.sambrook等人，《分子克隆》，《实验室手册》，第2版，冷泉港实验室出版社，冷泉港，纽约，1989；f.m.ausubel等人，《分子生物学的当前方案》，johnwiley和sons，inc.，纽约；needleman，s.b.和wunsch，cd.，(1970)，《分子生物学杂志》，48,443-453)。
[0041]
根据本发明的一个实施方案，在本发明中，构建了能够抑制tgf-β信号传导的候选肽。这些肽能够通过与tgf-β受体结合或通过降低tgf-β的表达水平或细胞外释放来抑制tgf-β信号传导。基于对tgf-β信号的抑制，它们可以治疗或预防tgf-β信号传导相关疾病，此外，还可以有效治疗或预防表达tgf-β的癌症。
[0042]
另一方面提供了编码肽的多核苷酸。这里，关于“tgf-β”和“来源于tgf-β的肽”的
内容如上所述。
[0043]
如本文所用，术语“多核苷酸”是指编码遗传信息的dna，其是由连接在一起的核苷酸组成的聚合物物质。
[0044]
在本发明中，编码肽的核苷酸序列不仅包括但不限于编码所述seq id nos.中每一所示的氨基酸序列的核苷酸序列，而且还包括与编码所述seq id no:s.中每一所示的氨基酸序列的核苷酸序列具有至少60％、至少70％、至少80％、至少85％，至少90％，至少91％，至少92％，至少93％，至少94％，至少95％，至少96％，至少97％，至少98％或至少99％同源性的任何核苷酸序列，只要该核苷酸序列是编码表现出与所述seq id nos.中每一所示肽基本相同或相似功效的肽的核苷酸序列。此外，显而易见的是，编码具有一个或多个氨基酸的缺失，修饰，替换或添加的氨基酸序列的核苷酸序列也属于本发明的范围，只要该序列与上述序列具有同源性，并且具有与所述seq id nos.中每一所示肽的生物活性基本相同或相似。
[0045]
此外，在本发明中，由于密码子简并性或考虑到肽在其中表达的生物体中优选的密码子，编码每个肽的多核苷酸在不改变从编码区表达的蛋白质的氨基酸序列的范围内可以在编码区中进行各种修饰。因此，多核苷酸可包含但不限于编码每个肽的任何多核苷酸序列。此外，多核苷酸可包含但不限于可由已知基因序列制备的探针，例如，可在严格条件下与多核苷酸序列的全部或部分互补的序列杂交并编码具有肽活性的蛋白质的任何核苷酸序列。
[0046]
术语“严格条件”是指允许多核苷酸之间特异性杂交的条件。这些条件在文献中详细公开(例如，j.sambrook等人，同上)。例如，严格条件可以包括具有高同源性的基因，特别是具有至少40％、具体地至少90％、更具体地至少95％、再更具体地至少97％、特别具体地至少99％同源性的基因彼此杂交的条件，同源性低于上述同源性的基因不相互杂交；或者可以包括southern杂交的普通洗涤条件，即，在对应于60℃，1
×
ssc和0.1％sds，特别是60℃，0.1
×
ssc和0.1％sds，更具体地是68℃、0.1
×
ssc和0.1％ssd的盐浓度和温度下洗涤一次，特别是两次或三次。
[0047]
杂交要求两个多核苷酸具有互补序列，尽管根据杂交的严格性，碱基之间的错配是可能的。术语“互补”用于描述可能彼此杂交的核苷酸碱基之间的关系。例如，关于dna，腺苷与胸腺嘧啶互补，胞嘧啶与鸟嘌呤互补。因此，本发明还可以包括与整个序列互补的分离的多核苷酸片段以及与其基本相似的多核苷酸序列。
[0048]
具体地，具有同源性的多核苷酸可以在上述条件下使用杂交条件来检测，所述杂交条件包括在上述条件下在55℃的tm值下的杂交步骤。此外，tm值可以是60℃、63℃或65℃，而不限于此，并且可以由本领域技术人员根据其目的适当地控制。
[0049]
用于杂交多核苷酸的适当严格性取决于多核苷酸的长度和互补程度，并且这些变量在本领域中是众所周知的(参见sambrook等人，同上，9.50-9.51，11.7-11.8)。
[0050]
又一方面提供了包含所述多核苷酸的表达载体。这里，关于“tgf-β”和“肽”的内容如上所述。
[0051]
如本文所用，术语“表达载体”是指被引入合适的宿主细胞中并可表达目的蛋白质的重组载体，并且是指包含可操作地连接以表达基因插入片段的必需调控元件的基因构建体。如本文所用，术语“可操作地连接”是指核酸表达调节序列和编码目的蛋白质的核酸序
列在功能上连接以执行一般功能。可以使用本领域公知的基因重组技术进行与重组载体的可操作连接，并且可以使用本领域公知的酶容易地进行位点特异性dna切割和连接。
[0052]
除了表达控制元件如启动子、起始密码子、终止密码子、聚腺苷酸化信号和增强子之外，本发明的合适表达载体可包含用于膜靶向或分泌的信号序列。起始和终止密码子通常被认为是编码目的免疫原性蛋白的核苷酸序列的一部分，在施用基因构建体时必须在受试者中表现出活性，并且必须与编码序列在框架内。启动子通常可以是组成型或诱导型的。原核细胞启动子的实例包括但不限于lac、tac、t3和t7启动子，真核细胞启动子的实例包括但不限于猴病毒40(sv40)启动子、小鼠乳腺肿瘤病毒(mmtv)启动子、人类免疫缺陷病病毒(hiv)启动子，例如hiv的长末端重复(ltr)启动子，moloney病毒启动子，巨细胞病毒(cmv)启动子，爱泼斯坦巴尔病毒(ebv)启动子，rous肉瘤病毒(rsv)启动子，β-肌动蛋白启动子，和衍生自人血红蛋白、人肌肉肌酸和人金属硫蛋白的启动子。
[0053]
此外，所述表达载体可包含用于选择含有所述载体的宿主细胞的可选择标记。选择标记用于选择用载体转化的细胞。对于选择性标记，可以使用赋予选择性表型的标记，例如耐药性，营养缺陷，对细胞毒性剂的抗性或表面蛋白的表达。在用选择性试剂处理的环境中，只有表达选择标记的细胞存活，这就可以对转化的细胞进行选择。此外，当载体是可复制的表达载体时，这样的载体可以包含复制起点，该起点是从其开始复制的特定核酸序列。
[0054]
作为用于插入外源基因的重组表达载体，可以使用各种形式的载体，例如质粒，病毒和粘粒。重组表达载体的类型没有特别限制，只要该载体具有在各种宿主细胞(包括原核细胞和真核细胞)中表达所需基因并产生所需蛋白质的功能。具体地，所述重组表达载体可以是能够产生大量外源蛋白，同时具有强活性和强表达能力的启动子的载体，所述外源蛋白的形式与其自然状态相似。
[0055]
可以使用宿主和载体的各种组合来表达本发明的肽。适用于真核宿主的表达载体包括但不限于源自sv40、牛乳头瘤病毒、腺病毒、腺相关病毒、巨细胞病毒和逆转录病毒的表达调控序列。可用于细菌宿主的表达载体包括但不限于从大肠杆菌获得的细菌质粒，例如pet、prset、pbluescript、pgex2t、puc载体、cole1、pcr1、pbr322、pmb9及其衍生物；具有较宽宿主范围的质粒，例如rp4；可以由噬菌体λ衍生物例如λgt10、λgt11和nm989举例说明的噬菌体dna；以及其他dna噬菌体例如m13和丝状单链dna噬菌体。可用于酵母细胞的表达载体包括2微米质粒及其衍生物，可用于昆虫细胞的表达载体包括pvvl941。
[0056]
又一方面提供了一种用于治疗或预防tgf-β相关疾病的药物组合物，所述药物组合物包含如下活性成分：本发明的肽、本发明的多核苷酸或本发明的表达载体。这里，关于“tgf-β”和“肽”的内容如上所述。
[0057]
如本文所用，术语“tgf-β相关疾病”或“tgf-β疾病”是指将受益于用抑制tgf-β信号传导通路的本发明的肽治疗的任何病症(disorder)、疾病或病症(condition)。这种包括慢性和急性病症或疾病，包括使受试者易患所述疾病的那些病理状况。
[0058]
tgf-β相关疾病包括以细胞外基质积累为特征的疾病，由循环tgf-β或tgf-β在局部部位激活引起的疾病，由于内源性tgf-β的产生引起的免疫系统抑制引起的疾病，由严重损伤、烧伤和疾病(例如病毒或细菌感染)导致的急性免疫缺陷，由于tgf-β产生或过量产生的多器官全身性疾病，以及产生tgf-β的肿瘤。
[0059]
tgf-β相关疾病的实例包括但不限于癌症、脑神经疾病(例如，阿尔茨海默氏痴呆
和亨廷顿氏病)、纤维化皮肤病(例如，硬皮病、cns病理瘢痕组织、皮肤瘢痕、瘢痕样瘢痕、和神经瘢痕)，肺，肝和肾的纤维化疾病(例如慢性肝纤维化，急性肝损伤，间质性肺和肾纤维化以及肝硬化)，囊性纤维化，心脏纤维化，动脉粥样硬化和动脉硬化，系统性硬化症，和眼部纤维化。
[0060]
如本文所用，术语“治疗”是指通过施用本发明的组合物减轻或有利地改变目的疾病的症状的任何作用。
[0061]
如本文所用，术语“预防”是指通过施用本发明的组合物来抑制或延迟目的病症或疾病的发作的任何动作。
[0062]
所述药物组合物可以含有药学上可接受的载体。“药学上可接受的载体”是指载体或稀释剂，其不会引起生物体的显著刺激并且不会消除所施用化合物的生物活性和性质。这里，“药学上可接受的”是指载体不抑制活性成分的活性，并且不具有超过受试者能够适应的毒性。
[0063]
可以用于本发明的一种类型的载体可以是本领域中常用的和药学上可接受的任何载体。载体的非限制性实例包括盐水、无菌水、林格氏液、缓冲盐水、白蛋白注射溶液、葡萄糖溶液、麦芽糊精溶液、甘油、乙醇等。这些载体可以单独使用，也可以两种或更多种组合使用。所述药物组合物可以含有除活性成分之外的药学上可接受的载体，并且可以根据本领域已知的常规方法的施用途径以口服剂型或肠胃外剂型制备。
[0064]
对于使用，根据各自的常规方法，所述药物组合物可以以口服制剂的形式配制，例如散剂、颗粒剂、片剂、胶囊、混悬剂、乳剂、糖浆和气雾剂、外用制剂、栓剂和无菌注射溶液。本发明的药物组合物可以用常用的稀释剂或赋形剂配制，例如填充剂、增量剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂或表面活性剂。
[0065]
当所述药物组合物以口服剂型制备时，根据本领域已知的方法，其可以与散剂、颗粒剂、片剂、丸剂、糖衣片剂、胶囊、液体、凝胶、糖浆、悬浮液、薄片等形式的合适载体一起配制。合适的药学上可接受的载体的实例包括糖，例如乳糖、葡萄糖、蔗糖、右旋糖、山梨醇、甘露醇和木糖醇，淀粉，例如玉米淀粉、马铃薯淀粉和小麦淀粉，纤维素，例如纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠和羟丙基甲基纤维素，聚乙烯吡咯烷酮，水、羟基苯甲酸甲酯、羟基苯甲酸丙酯、硬脂酸镁、矿物油、麦芽、明胶、滑石、多元醇、植物油等。对于配制，如果需要，所述药物组合物可以配制成含有稀释剂和/或赋形剂，例如填充剂、增量剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂和表面活性剂。
[0066]
当以肠胃外剂型制得所述药物组合物时，可以根据本领域已知的方法，将其与可注射制剂、透皮制剂、鼻吸入制剂和栓剂形式的合适载体一起配制。当所述药物组合物以可注射制剂的形式配制时，合适的载体包括无菌水、乙醇、多元醇如甘油或丙二醇或它们的混合物，并且优选地，林格氏溶液、含有三乙醇胺的pbs(磷酸盐缓冲盐水)、用于注射的无菌水，或者可以使用等渗溶液，例如5％葡萄糖。当所述药物组合物以透皮制剂的形式配制时，其可以以软膏、乳膏、洗剂、凝胶、外用溶液、糊剂、搽剂、空气卷等的形式配制。当药物组合物以鼻吸入制剂的形式配制时，它可以使用合适的推进剂如二氯氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷或二氧化碳以气雾剂喷雾的形式配制。当所述药物组合物以栓剂的形式配制时，所述栓剂的可用基质包括威普索尔(witepsol)、吐温61、聚乙二醇、可可脂、月桂脂、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、山梨醇脂肪酸酯等。
[0067]
所述药物组合物可以药学有效量施用。如本文所用，术语“药学有效量”是指足以以适用于任何医学治疗或预防的合理益处/风险比治疗或预防疾病的量。有效剂量水平可以根据各种因素来确定，这些因素包括疾病的严重程度，药物的活性，患者的年龄，体重，健康和性别，患者对药物的敏感性，本发明所用组合物的施用时间，施用途径、排泄率、治疗持续时间以及与本发明的组合物组合或同时使用的药物，以及医学领域公知的其他因素。所述药物组合物可以单独施用或与已知的对目的疾病表现出治疗作用的已知组分组合施用。考虑到所有上述因素，重要的是以能够表现出最大效果而不引起副作用的最小量施用药物组合物。
·
[0068]
药物组合物的剂量可以由本领域技术人员考虑使用目的、疾病的严重程度、患者的年龄、体重、性别和病史、用作活性成分的物质的类型等而确定。例如，对于成人，本发明的药物组合物可以以约0.1ng/kg至约1,000mg/kg，优选1ng/kg至约100mg/kg的剂量施用，并且本发明的组合物的施用频率可以是每天一次或以分次剂量一天几次，而不特别限于此。施用的剂量或频率不旨在以任何方式限制本技术的范围。
[0069]
又一方面提供了一种用于治疗或预防tgf-β相关疾病的方法，所述方法包括向受试者施用用于治疗或预防tgf-β相关疾病的药物组合物的步骤。这里，关于“tgf-β相关疾病”和“药物组合物”的内容如上所述。
[0070]
如本文所用，术语“受试者”包括但不限于具有或处于发生tgf-β相关疾病的风险中的哺乳动物，包括小鼠、家畜和人类、鸟类、爬行动物、养殖鱼类等。
[0071]
所述药物组合物可以以药学有效量施用一次或多次。在这种情况下，所述组合物可以以液体、散剂、气雾剂、注射剂、林格氏液、胶囊、丸剂、片剂、栓剂或贴剂的形式配制和施用。用于预防或治疗癌症的药物组合物可以通过任何一般给药途径施用，只要它可以到达靶组织。
[0072]
药物组合物可以根据目的通过包括以下的途径施用：腹膜内、静脉内、肌内、皮下、皮内、透皮贴剂、口服、鼻内、肺内和直肠内施用途径，而不特别限于此。然而，药物组合物可以以未配制的形式口服给药，并且由于药物组合物的活性成分可以被胃酸变性或分解，所述用于口服给药的组合物的活性成分可以被包衣，或者所述组合物可以以配制形式或口腔贴剂形式口服给药，以防止在胃中降解。此外，本发明的组合物也可以使用能够将活性成分递送至靶细胞的任何装置施用。
[0073]
根据本发明的一个实施方案，包含在组合物中的肽能够通过与tgf-β受体结合或通过降低tgf-β的表达水平或细胞外释放来抑制tgf-β信号传导，从而有效地治疗或预防tgf-β相关疾病。
[0074]
另一方面提供了一种用于治疗或预防癌症的药物组合物，所述药物组合物含有以下活性成分：本发明的肽、本发明的多核苷酸或本发明的表达载体。这里，关于“tgf-β”、“肽”和“药物组合物”的内容如上所述。
[0075]
如本文所用，术语“癌症”是指由于身体组织的自主过度生长而异常生长的肿瘤或形成肿瘤的疾病。癌症可以是表达tgf-β的癌症，更优选以tgf-β过度活化为特征的癌症。具体地，癌症可以是肝癌、肺癌、胰腺癌、非小细胞肺癌、结肠癌、骨癌、皮肤癌、头颈癌、皮肤或眼内黑色素瘤、子宫癌、卵巢癌、直肠癌、胃癌、肛周癌、结肠癌、乳腺癌、输卵管癌、子宫内膜癌、宫颈癌、阴道癌、外阴癌、霍奇金病、食道癌、小肠癌、内分泌癌、甲状腺癌、甲状旁腺癌、
肾上腺癌、软组织肉瘤、尿道癌、阴茎癌、前列腺癌、慢性或急性白血病、淋巴细胞淋巴瘤，膀胱癌，肾或输尿管癌，肾细胞癌，肾盂癌，中枢神经系统(cns)肿瘤，原发性中枢神经系统淋巴瘤，脊髓肿瘤，脑干神经胶质瘤或垂体腺瘤，但不限于此。
[0076]
另一个进一步的方面提供了一种用于治疗或预防癌症的方法，所述方法包括向受试者施用用于预防或治疗癌症的药物组合物的步骤。这里，关于“癌症”和“药物组合物”的内容如上所述。
[0077]
如本文所用，术语“受试者”包括但不限于具有或处于发展癌症疾病风险中的哺乳动物，包括小鼠、家畜和人、鸟类、爬行动物、养殖鱼类等。
[0078]
根据本发明的一个实施方案，包含在组合物中的肽能够通过与tgf-β受体结合或通过降低tgf-β的表达水平或细胞外释放来抑制tgf-β信号传导。因此，该组合物能够有效抑制tgf-β相关信号通路在肿瘤发生过程或癌症微环境调节中起重要作用，因此可用于治疗或预防癌症。
[0079]
有利效果
[0080]
本发明的新肽能够抑制tgf-β信号传导通路，从而能够有效抑制tgf-β相关疾病和肿瘤发生过程，如tgf-β诱导的肿瘤生长和转移。因此，含有该肽的组合物具有能够有效治疗或预防tgf-β相关疾病，甚至癌症的优点。
附图说明
[0081]
图1总结了抑制tgf-β信号传导的候选肽序列。
[0082]
图2显示了分析本发明的肽与tgf-β受体的结合的结果。
[0083]
图3显示了tgf-β处理后bxpc3和aspc1细胞系中psmad2/3水平的表达水平随时间的变化。
[0084]
图4显示了胰腺癌细胞系中tgf-β的表达水平。
[0085]
图5显示了胰腺癌细胞系中tgf-β受体的表达水平。
[0086]
图6显示了用本发明的肽处理后tgf-β细胞因子的浓度的变化。
[0087]
图7显示了用本发明的肽处理后，胰腺癌细胞系aspc1中psmad2/3的表达水平的变化。
[0088]
图8显示了用本发明的肽处理后的胰腺癌细胞系bxpc3中psmad2/3的表达水平的变化。
[0089]
图9显示了用本发明的肽处理后的胰腺癌细胞系panc1中psmad2/3的表达水平的变化。
[0090]
图10显示了用本发明的肽处理后胰腺癌细胞系aspc1中癌细胞增殖能力的变化。
[0091]
最佳模式
[0092]
一个方面提供了如下所述的新型肽、编码所述肽的多核苷酸或包含所述多核苷酸的表达载体。
[0093]
在本发明的一个实施方案中，所述肽可以包含如seq id no:16所示的下式1表示的氨基酸序列：
[0094]
[式1]
[0095]
f-x
1-l-g-p-x
2-p-y-i-w-x
3-l-d-t
[0096]
其中x1、x2和x3可以各自独立地是半胱氨酸(c)或丝氨酸(s)，具体地，x
1-x
2-x3可以是c-c-s、c-c-c或s-s-s。
[0097]
所述肽可以另外包含任何氨基酸或肽。具体地，所述肽可包含任何额外的氨基酸或肽直接与式1表示的氨基酸序列的一个末端，优选c端连接的肽。额外的氨基酸或肽可以是丙氨酸(a)、苯丙氨酸(f)、缬氨酸(v)、亮氨酸(l)、丝氨酸(s)、或其组合，其非限制性实施例包括丙氨酸(a)、苯丙氨酸(f)、缬氨酸-亮氨酸-丝氨酸-亮氨酸(v-l-s-l)，或缬氨酸-亮氨酸-丝氨酸-苯丙氨酸(v-l-s-f)。
[0098]
所述肽可以包含seq id no:1-8中至少一个所示的氨基酸序列，具体地，可以由seq id no:1-8其中之一所示的氨基酸序列组成。
[0099]
在本发明的一个实施方案中，所述肽可以包含如seq id no:17所示的下式2表示的氨基酸序列：
[0100]
[式2]
[0101]
a-h-c-s-c-d
[0102]
所述肽可以另外包含任何氨基酸或肽。具体地，所述肽可包含其中任何额外的氨基酸或肽直接与式2表示的氨基酸序列的一个末端，优选c端连接的肽。另外的氨基酸或肽可以是丝氨酸(s)、精氨酸(r)、天冬氨酸(d)、天冬酰胺(n)、甘氨酸(g)、丙氨酸(a)、苯丙氨酸(f)、或其组合，其非限制性实施例包括丝氨酸-精氨酸-天冬氨酸-天冬酰胺(s-r-d-n)或甘氨酸-丙氨酸-苯丙氨酸-丙氨酸(g-a-f-a)。
[0103]
所述肽可以包含seq id no:9-10中至少一个所示的氨基酸序列，并且具体地，可以由seq id no:9-10其中之一所示的氨基酸序列组成。
[0104]
在本发明的一个实施方案中，所述肽可以包含如seq id no:18所示的下式3表示的氨基酸序列：
[0105]
[式3]
[0106]
t-i-v-y-y-v-x
4-x
5-k-p-k-v-e-q
[0107]
其中，x4可以是甘氨酸(g)、组氨酸(h)或缬氨酸(v)，x5可以是精氨酸(r)、亮氨酸(l)或异亮氨酸(i)，并且具体地，x
4-x5可以是g-r、g-l，h-i或v-i。
[0108]
所述肽可以包含seq id no:11-14中至少一个所示的氨基酸序列，具体地，可以由seq id no:11-14其中之一所示的氨基酸序列组成。
[0109]
另一方面提供了肽、多核苷酸或表达载体用于预防或治疗tgf-β相关疾病，特别是表达tgf-β的癌症的用途。
[0110]
tgf-β相关疾病的实例包括但不限于癌症、脑神经疾病(例如，阿尔茨海默氏痴呆和亨廷顿氏病)、纤维化皮肤病(例如，硬皮病、cns病理瘢痕组织、皮肤瘢痕、瘢痕样瘢痕、和神经瘢痕)，肺，肝和肾的纤维化疾病(例如慢性肝纤维化，急性肝损伤，间质性肺和肾纤维化以及肝硬化)，囊性纤维化，心脏纤维化，动脉粥样硬化和动脉硬化，系统性硬化症，和眼部纤维化。
[0111]
癌症可以是肝癌、肺癌、胰腺癌、非小细胞肺癌、结肠癌、骨癌、皮肤癌、头颈癌、皮肤或眼内黑色素瘤、子宫癌、卵巢癌、直肠癌、胃癌、肛周癌、结肠癌、乳腺癌、输卵管癌、子宫内膜癌、宫颈癌、阴道癌、外阴癌、霍奇金病、食道癌、小肠癌、内分泌癌、甲状腺癌、甲状旁腺癌、肾上腺癌、软组织肉瘤、尿道癌、阴茎癌、前列腺癌、慢性或急性白血病、淋巴细胞淋巴
瘤、膀胱癌，肾或输尿管癌，肾细胞癌，肾盂癌，中枢神经系统(cns)肿瘤，原发性中枢神经系统淋巴瘤，脊髓肿瘤，脑干胶质瘤或垂体腺瘤，但不限于此。
[0112]
发明模式
[0113]
以下是具体实施方式，参照实施例对本发明进行更详细的说明。然而，这些实施例仅用于说明目的，本发明的范围不限于这些实施例。
[0114]
实施例1:抑制tgf-β信号传导肽的设计
[0115]
为了开发本发明的tgf-β信号传导抑制肽，设计并产生了14个衍生自tgf-β的靶向tgf-β受体的候选氨基酸序列。关于候选序列的具体信息如下表1和图1所示。
[0116]
[表1]
[0117][0118]
为了生产候选肽，使用蛋白质数据库(http://www.rcsb.org)中注册的蛋白质晶体结构(pdb:3kfd)预测了能够与tgf-β受体1(tgfbr1)结合的结构域。基于这一预测，设计了特定的肽，并通过分子建模程序autodock检查了其结合的可能性，然后产生了预测的结构。结果证实，通常，p3，p5，p3/5杂交肽和p6肽可以与tgf-β受体1结合(图2)。
[0119]
基于上述结果，可以看出，本发明产生的候选肽可以通过与tgf-β受体结合来抑制tgf-β诱导的信号通路。
[0120]
实施例2:tgf-β信号传导抑制作用评价条件的建立
[0121]
为了建立评价实施例1中制备的候选肽的tgf-β信号传导抑制作用的条件，进行以
下实验。
[0122]
众所周知，tgf-β信号传导通路从tgf-β受体出发，当tgf-β受体被tgf-β激活时，tgf-β信号传导通路通过smad2/3蛋白被磷酸化的过程进行。因此，tgf-β信号传导通路的激活或抑制可以通过磷酸-smad2/3(p-smad2/3)的表达水平的变化来确认，因此，检测了通过tgf-β处理诱导p-smad2/3的条件。
[0123]
具体来说，为了通过蛋白质印迹法分析细胞中磷酸-smad2/3的时间依赖性表达，分别用50ng/ml的tgf-β细胞因子处理胰腺癌细胞系bxpc3和aspc1，然后通过添加包含蛋白酶抑制剂(thermoscientific)的细胞裂解缓冲液来裂解在不同时间获得的细胞，然后取样，从而制备用于蛋白质印迹的样品。将每个样品在sdds-page凝胶上电泳，转移到硝酸纤维素膜上，然后使用脱脂奶粉封闭。接下来，将膜与抗smad2/3或psmad2/3的一抗在4℃下孵育一天，洗涤，然后与能与一抗结合的辣根过氧化物酶缀合的二抗在室温下孵育2小时。然后，使用westernecl底物(thermoscientific)通过化学发光法目测观察膜，并使用chemidoc(biorad)分析获得的发光图像。
[0124]
结果证实，用tgf-β处理后12-24小时，bxpc3和aspc1细胞系中psmad2/3的表达水平很高(图3)。因此，在以下实验中，通过分析tgf-β处理后24小时的psmad2/3的表达水平来检测tgf-β信号通路是否受到抑制。
[0125]
接下来，为了分析tgf-β在胰腺癌细胞系中的表达水平，各胰腺癌细胞系bxpc3、aspc1、panc1、capan2和miapaca2以及来源于患者的癌细胞系snu213在6孔板中以1
×
106细胞/孔的细胞密度培养48小时，然后通过elisa技术分析培养基中tgf-β细胞因子的浓度。
[0126]
结果证实，tgf-β细胞因子水平在bxpc3，aspc1，panc1，capan2，miapaca2和snu213细胞中表达(图4)。因此，可以看出，细胞系可以用于通过抑制tgf-β表达水平的机制来评估抑制tgf-β信号传导的效果的实验中。
[0127]
接下来，为了确认胰腺癌细胞系中tgf-β结合的tgf-β受体(tgfbr)的表达，通过蛋白质印迹法分析了胰腺癌细胞系bxpc3，aspc1和miapaca2中tgfbr1，tgfbr2和tgfbr3受体的表达。具体地，在通过添加细胞裂解缓冲液裂解每个细胞系之后，然后取样，从而制备用于蛋白质印迹的样品。通过实施例2中所述的western印迹方法分析每个样品，并分别使用能够检测tgfbr1、tgfbr2和tgfbr3的一抗来分析受体的表达。
[0128]
结果证实，胰腺癌细胞系aspc1通常表现出高表达水平的tgfbr1，tgfbr2和tgfbr3，其他细胞系也表达tgfbr(图5)。因此，可以看出，细胞系可以用于通过抑制tgf-β与tgf-β受体之间的结合的机制来评估抑制tgf-β信号传导的效果的实验中。
[0129]
实施例3:候选肽对tgf-β表达水平抑制作用的评价
[0130]
为了检测在实施例1中产生的候选肽是否可以抑制细胞外tgf-β的表达水平，进行以下实验。
[0131]
具体地，将胰腺癌细胞系aspc1以2
×
104细胞/孔的密度接种在96孔板中，培养一天，然后用50ng/ml的tgf-β或tgf-β 抑制剂(候选肽和对照肽)处理48小时，然后使用tgf-β检测elisa试剂盒通过elisa技术分析癌细胞培养基中tgf-β细胞因子的浓度。通过用多板阅读器测量吸光度来确定细胞外释放的tgf-β细胞因子的浓度，并绘制结果图。
[0132]
结果证实，候选肽中的p5，p6，p7和p14肽直接抑制了tgf-β细胞因子本身从aspc1细胞的细胞外释放(图6)。基于上述结果，可以看出，本发明的tgf-β抑制肽可以通过抑制
tgf-β的表达水平，具体地，抑制tgf-β本身的细胞外释放，从而抑制tgf-β信号通路。
[0133]
实施例4:候选肽对tgf-β信号传导抑制作用的评价
[0134]
为了评价实施例1中制备的候选肽的tgf-β信号传导抑制作用，进行以下实验。
[0135]
具体地，将每个胰腺癌细胞系aspc1、bxpc3和panc1以1
×
106细胞/孔的密度接种在6孔板中，并培养一天。第二天，用tgf-β或tgf-β 候选肽处理细胞24小时(对照：15％acn-候选肽溶剂、dmso-p144肽溶剂、p144)，并且psmad2/3和总smad2/3的表达水平通过实施例2中所述的蛋白质印迹法进行分析。
[0136]
结果证实，在aspc1细胞的情况下，根据本发明的肽抑制了psmad2/3的表达水平，并且在这些肽中，p6肽具有抑制psmad2/3的表达水平的最佳能力(图7)。此外，证实在bxpc3和panc1细胞系的情况下，根据本发明的肽显著抑制了psmad2/3的表达水平(图8和图9)。基于上述结果，可以看出，本发明生产的tgf-β信号传导抑制肽实际上可以有效地抑制tgf-β信号传导。
[0137]
实施例5:确认候选肽抑制癌细胞生长
[0138]
为了确认通过实施例1中产生的候选肽抑制tgf-β信号传导抑制癌细胞增殖的效果，进行以下实验。
[0139]
具体地，将胰腺癌细胞系aspc1以2
×
104细胞/孔的密度接种于96孔板中，培养一天，然后用50ng/ml的tgf-β或tgf-β 抑制剂(候选肽，galunicertip或ly2109761)处理24小时。接下来，将cck-8测定试剂(sigma)添加到每个孔中，并且通过用多板读取器测量吸光度来确定活细胞的百分比，并且将结果作图。高尼色替(gaunisertib)和ly2109761是已知的tgf-β抑制剂，使用浓度为100μm。
[0140]
因此，可以证实，当用先前被证实可以抑制tgf-β信号传导的本发明的肽处理癌细胞系时，癌细胞的增殖受到抑制(图10)。
[0141]
基于上述结果，可以看出，本发明所产生的tgf-β信号传导抑制肽可以通过抑制tgf-β信号传导的机制来抑制癌细胞的增殖。
[0142]
本发明的上述描述是为了说明的目的，并且本发明所属领域的技术人员将理解，本发明可以容易地修改成其他特定形式，而不改变本发明的技术精神或基本特征。因此，上述实施例在所有方面都被认为是说明性的，而不是限制性的
[0143]
工业适用性
[0144]
技术领域本发明涉及一种能够抑制tgf-β信号传导的肽以及通过使用该肽治疗或预防tgf-β信号传导相关疾病甚至表达tgf-β的癌症的方法。
[0145]
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