CN1222296C - 动脉硬化和ptca术后再狭窄的预防剂/治疗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于预防或治疗血管狭窄的药用组合物,它包括一种在血管组织中抑制MK功能的化合物作为主要有效成分。这些组合物可有效预防和治疗经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)后的血管再狭窄或动脉硬化导致的血管狭窄。作为抑制MK功能的化合物,可使用反义寡聚核苷酸,其结合MK基因所转录的单链mRNA片段并因此抑制细胞内的MK蛋白合成,也可使用抗MK蛋白的抗体。

Description

动脉硬化和PTCA术后再狭窄的预防剂/治疗剂
技术领域
本发明涉及用于预防和治疗内膜增厚所致疾病的药用组合物,更具体地涉及用于预防和治疗这些疾病的,包括MK或它的抑制剂作为有效成分的药用组合物。
背景技术
由动脉硬化引起的缺血性心脏病的发病率最近在上升,尤其冠状动脉硬化症如心绞痛和心肌梗死。动脉硬化的病理学组织影象主要表现为局部内膜增厚和弹性减弱。结果,循环被扰乱,心肌组织的营养和氧供应不充分,导致上面提到的状况。
关于内膜增厚的发病机制已经有许多重要发现。一个典型例子是增厚的内膜主要由从中膜迁移来的平滑肌细胞构成(Parker,F.,美国病理学杂志(Amer.J.Pathol.),1960,36,19-53;和Webster,W.S.,S.P.Bishop & J.C.Geer,美国病理学杂志,1974,76,245-264)。而且,认为动脉硬化的发生是损伤-修复反应结果的假说(Ross,R.,新英格兰医学杂志(N.Engl.J.Med.),1986,314,488-500)至今仍是了解动脉硬化的基础。
经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA),是目前普遍的治疗手段,此方法把由此种内膜增厚引起缩窄的血管用气囊膨胀和进行物理性扩张。已证明PTCA外科术显著有效,恢复率在90%或以上。然而,PTCA术后6个月或更短时间内以30-60%的频率在同一部位发生再狭窄。病理学上认为再狭窄是过度修复机制和损伤部位动脉壁过度新内膜形成的结果(Nobuyoshhi,M.等:美国心脏病学院学报(J.Am.Coll.Cardiol.)17:433-439,1991)。也已证明新内膜由中膜来源的平滑肌细胞的迁移,增殖和细胞外基质的增殖形成,新内膜形成过程中已知下列分子生物学机制。首先,观察到血管平滑肌细胞从有收缩力的向合成的表型转化。进而,有关于下列诱导细胞增殖的物质和它们的受体过度表达的报道:
各种生长因子,例如血小板衍生的生长因子(PDGF)和成纤维细胞生长因子(FGF);
细胞因子,例如白细胞介素和肿瘤坏死因子α(TNFα);
血管紧张素II;和
凝血酶。
基于这些背景,可以假设通过抑制血管平滑肌细胞的迁移和增殖来预防再狭窄。因此,用动物实验检测许多药品对内膜增殖的抑制作用。有效的被用于临床试验,然而,这些药品无一证实有临床有效性(循环(Circulation),1992,86,100-110;和Weint raub,W.S.等,新英格兰医学杂志,1994,331,1331-1337)。
midkine(MK)作为一种基因产物被发现,在用视黄酸诱导幼稚化肿瘤细胞分化的早期阶段诱导出MK的表达(Kadomatsu,K.等,生物化学和生物物理学研究通讯(Biochem.Biophys.Res.Commun.),1998,151,1312-1318)。多效蛋白(pleiotrophin)(PTN,或HB-GAM)作为新生大鼠脑中有轴突延伸能力的结合蛋白被发现(Rauvala,H.,1989,欧洲分子生物学组织杂志(EMBOJ.),8,2933-2941)。MK和PTN是肝素结合蛋白质,其在细胞发育过程中控制细胞增殖,存活和分化(Tomomura,M.等,生物化学杂志(J.Biol.Chem.),1990,265,10765-10770;LI,Y.等,科学,1990,250,1690-1694;Rauvala,H.,欧洲分子生物学组织杂志,1989,8,2933-2941;Wellstein,A.等,生物化学杂志,1992,267,2582-2587),MK和PTN有大约50%序列同源性(Tomomura,M.等,生物化学杂志,1990,265,10765-10770;Kuo,M.等,生物化学杂志,1990,265:18749-18752;和Tsutsui,J.等,生物化学和生物物理学研究通讯,1991,176,792-797),并且形成MK家族(Muramatsu,T.,发育生长分化(Dev.Growth Differ.),1994,36,1-8)。
成熟的MK蛋白分子量为13,000,包括121个氨基酸,富含碱性氨基酸和半胱氨酸。它功能多样,包括,例如,促进神经细胞存活,轴突延伸,在血管内皮细胞内加速纤维蛋白溶解和NIH3T3细胞转化。除此以外,在组织再构建时MK的参与最近已经引起注意。在脑梗死病灶周围的神经胶质细胞内观察到MK的表达,主要上皮和基质于发育期间发生相互作用的区域的上皮侧。
然而,未见关于动脉硬化和PTCA术后再狭窄与MK蛋白之间关系的报道。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于控制新内膜形成的新药,尤其是提供有效治疗动脉硬化和预防PTCA外科术后再狭窄的新药。
基于以下研究,本发明者揭示了MK在新内膜形成中的作用。从大鼠颈总动脉内皮损伤模型的血管制备mRNA,对其进行RT-PCR和竞争PCR,结果证实MK mRNA的表达在损伤后7-10天时增加。在由野生小鼠和MK敲除小鼠制备的新内膜形成模型上,与MK敲除小鼠相比野生小鼠的新内膜显著扩大。此外,给MK敲除小鼠注射MK增加了新内膜的大小。
基于这些发现,本发明者提出MK在内膜增厚中起到重要作用。本发明揭示抑制细胞内MK的功能压抑了有MK参与的相应增殖刺激活性,从而预防动脉硬化和PTCA术后再狭窄,为此目的发明者们完成本发明。
更详细地,本发明涉及以下药用组合物和筛选该药用组合物的化合物的方法,即:
(1)一种用于预防或治疗血管狭窄的药用组合物,其包括一种抑制MK功能的化合物作为有效成分;
(2)(1)中的药用组合物,其中抑制MK功能的化合物是一种反义寡聚核苷酸,它通过结合于从MK基因转录来的单链mRNA片段而抑制细胞内MK蛋白的合成;
(3)(1)中的药用组合物,其中抑制MK功能的化合物是一种抗MK蛋白的抗体或包含该抗体可变区的片段;
(4)(1)中的药用组合物,其中血管狭窄由动脉硬化或PTCA术后再狭窄引起;
(5)一种方法,它用于筛分预防或治疗血管狭窄的化合物,包括以下步骤:
(a)使表达MK的细胞与被检测化合物接触;和
(b)筛选抑制MK功能的化合物;和
(6)一种用于预防或治疗血管狭窄的药用组合物,其包括由(5)中方法筛选的化合物作为有效成分。
本发明提供一种用于预防或治疗再狭窄的药用组合物,它包括一种抑制MK功能的化合物作为有效成分。此外,本发明涉及抑制MK功能的化合物在预防或治疗再狭窄中的应用。而且,本发明涉及抑制MK功能的化合物在产生预防和治疗再狭窄之药用组合物时的应用。
在本发明中,MK的功能包括一系列步骤,其中有MK基因被转录,翻译成蛋白质,和表达它的活性。因此,抑制MK的功能意味着抑制包括在这一系列过程中的任何一步。特别是,在本发明中可用的化合物包括,例如,抑制MK基因转录和翻译成蛋白质的MK基因的反义核苷酸或诱饵核酸,破坏MK mRNA的核酶,和干扰MK蛋白表达活动的MK蛋白结合化合物。
本发明人用大鼠颈动脉内皮损伤模型中血管组织的mRNA经RT-PCR检测了以下物质的表达:MK,HB-GAM(肝素结合型生长相关分子;多效蛋白),多配体蛋白聚糖家族(多配体蛋白聚糖-1,多配体蛋白聚糖-3,多配体蛋白聚糖-4),RPTP-β(PTN的受体之一),和磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH,一种管家基因)(内标准)。结果发现,在损伤后7-14天时MK mRNA的表达升高(图1a)。在损伤后3-14天期间观察到多配体蛋白聚糖-1的mRNA强烈表达,它与MK的表达模式同步。多配体蛋白聚糖-1是多配体蛋白聚糖家族的一个成员,被认为作为MK的受体起作用。
另一方面,MK家族成员PTN的表达在损伤后7天左右暂时性升高。被认为是PTN受体的RPTP-β(生物化学杂志,271,21446-21452,1996),在手术后3-7天期间表现出mRNA的强烈表达,预计此期间HB-GAM的表达升高且达到峰值。作为内标准应用的GAPDH表现为与手术后天数无关的恒定表达(图1e)。
竞争PCR证实,GAPDH持续同一表达水平(105拷贝/μl)直到手术后14天,而MK的表达在手术后7天时升高10倍(图2)。因此,MK以此种方式表达以至mRNA的表达在术后7天达最大值。在术后3天,7天和14天用Westem印迹分析每种组织确实显示存在MK蛋白,其清楚表明术后7天的大量表达(图2)。从以上结果看出,MK具有不同于MK家族成员之一的PTN的mRNA表达模式,且只有MK的表达被认为与新内膜的形成协调一致。
对术后14天时大鼠的血管组织用苏木精-伊红染色以检测内皮损伤后新内膜的形成(循环,1997,96,4333-4342)。当中膜继外膜之后扩大时未形成内膜,证明血管平滑肌的生长(图4b和c)。对比之下,未处理的大鼠的内膜由发育良好的外膜,中层和内膜构成(图4a)。经抗-MK抗体免疫组化染色(日本专利申请平成9年205332)显示手术后14天大鼠血管组织中被染色的增殖的血管平滑肌细胞(图5)。这些结果证实MK参与了平滑肌细胞的增殖。因此,PTCA术后再狭窄可通过抑制MK的功能预防。既然推测类似于PTCA术后血管狭窄的机制也在动脉硬化病灶中起作用(自然,1993,362,801-809;和循环研究(Circulation Res.),1995,77,445-465),则动脉硬化也可通过抑制MK的功能而预防和治疗。
抑制MK的功能可通过例如,抑制MK蛋白自身的合成来实现。这可通过抑制MK基因的转录,表达或翻译来进行。为此,例如,可以使用反义核酸或诱饵核酸。在反义核酸技术中,导入包含与目的基因杂交的核酸序列的基因或人工合成的短核苷酸链(反义寡聚核苷酸),通过基因互补来抑制特定基因的表达。对比之下,诱饵核酸药品抑制特定转录调节因子与其结合位点的结合,从而抑制激活的基因组。
反义核酸技术提供一种高度特异性和有效的抑制基因产物的方法(Stein&Chang,科学,1993,261,1004-1012)。使反义寡聚核苷酸与靶mRNA杂交,则相关基因产物的表达可通过多种机制被抑制。在“翻译受阻”状态中,抑制核糖体复合体的活性可通过靶mRNA与寡聚核苷酸之间相互作用以阻止由mRNA向蛋白质的翻译(Haeuptle等,核酸研究,14,1986,1427)。在磷酸二酯DNA或硫代磷酸酯DNA寡聚核苷酸情况下,当靶RNA序列与它的DNA寡聚体杂交时,细胞内RNA酶H可快速消化它的靶RNA序列(Walder&Walder,美国国家科学院学报,1988,85,5011)。某些寡聚核苷酸可与标准双链基因组DNA形成“三联体”,它是一个三螺旋结构,其中双链基因组DNA包含抑制  RNA聚合酶所致转录的靶基因(Giovannangeli等,美国国家科学院学报,1993,90,10013)。
典型的反义寡聚核苷酸为短DNA序列,通常包括10-50个碱基对且与相关靶mRNA的特定区域互补。靶转录本与反义寡核苷酸杂交形成互补碱基对,并因此表现出高度特性。反义寡聚核苷酸的杂交受以下因素影响,反义寡聚核苷酸与靶位点的易接近性,化学修饰,二级结构(Stein等,癌症研究(Cancer Research),1988,48,2659),等等。
为了选择抑制特定mRNA表达所需反义寡聚核苷酸的长度,必须考虑以下因素。首先,这类含10-15个碱基的短寡聚核苷酸具有高细胞侵袭力,但其基因特异性低。对比之下,由20-30个碱基构成的长寡聚核苷酸显示高度特异性,但细胞掺入率低。接近mRNA靶序列的能力也是重要的。例如,靶mRNA中的环区因其很可能以单链形式存在而易于使反义寡聚核苷酸接近,并因此成为有效的靶核苷酸序列。本领域技术人员考虑这些因素后,能轻易选择适当靶序列,以及反义寡聚核苷酸长度。
本文术语“寡聚核苷酸”包括天然寡聚体的核酸部分,如DNA中脱氧核糖核苷酸的结构和RNA中核糖核苷酸的结构,也包括能结合天然核酸的人工类似物。本发明中的寡聚核苷酸可以是基于核糖核苷酸单体以磷酸二酯键结合或由类似物通过甲基磷酸酯,硫代磷酸酯,或其它键结合的任何寡聚核苷酸。这其中,尽管单体部分保留了结合于天然的DNA和RNA结构的能力,但改变了基本结构或其它修饰。这些寡聚核苷酸可通过本领域技术人员已知的方法制备,例如,用购自Perkin-Elmer Applied Biosystem(Foster City,CA)的机器和试剂实施的方法。这些仪器可合成大约100个碱基的寡聚核苷酸,为微摩尔水平。
通过磷酸二酯键结合的寡聚核苷酸尤其易受血管或细胞内核酸酶破坏,因此,在优选实施方案中,本发明所用的寡聚核苷酸是通过硫代磷酸酯键或甲基磷酸酯键结合的类似物,已证实它们是抗核酸酶的(Stein等,癌症研究,1988,48,2659)。
反义RNA形式的MK寡聚核苷酸可通过标准DNA表达载体在靶细胞内暂时表达。可将MK DNA序列从标准质粒克隆到表达载体,且该表达载体具有以更高水平或更有效表达内源寡聚核苷酸的特性。至少,这些构建体需要真核启动子序列以启动***的DNA序列的转录。优选表达载体可诱导高水平表达。这可通过加入能在相应宿主细胞内增加下游序列之转录的控制元件而实现。
例如,从pHIL301-MK质粒的单链cDNA中获得相应片段,对其进行PCR扩增而构建MK反义寡聚核苷酸表达载体。用于PCR反应的寡聚核苷酸引物的合适核酸序列可由本领域技术人员根据MK cDNA序列(GenBank录入号J05447)来设计。合成和纯化寡聚核苷酸的方法是共知的。将PCR产物亚克隆到质粒中。关于此步,“克隆载体”是DNA分子,例如质粒,粘粒,或噬菌体,它们可以在原核宿主细胞内自我复制。克隆载体通常不仅具有标记基因以适于鉴别和挑选被它转化的细胞,而且,具有一个或几个限制性内切酶识别位点,外源DNA序列***此位点后可检测同时不丧失该载体必需的生物功能。标记基因包括四环素抗性基因和氨苄青霉素抗性基因。可用该克隆载体转化适当细菌细胞,并在相应抗生素存在下繁殖该细菌宿主细胞,来扩增克隆的反义片段。随后,对细菌宿主细胞进行PCR,并筛选具有反向MK的克隆子。
可将克隆的反义片段从所述克隆载体上切下并***表达载体。合适的表达载体一般包括:(1)原核DNA因子,其编码细菌宿主内的复制起点和抗生素抗性标记,(2)转录起始调节因子如启动子,和(3)调节转录过程的DNA因子例如转录终止/polyA序列。在哺乳类宿主中,转录调节和翻译调节信号优选来自病毒,例如,腺病毒,牛***瘤病毒,或类似病毒。在这些病毒中,调节信号包含在导致高水平表达的特定基因中。合适的转录调节序列和翻译调节序列也可以从哺乳动物基因获得,例如,肌动蛋白,胶原蛋白,肌浆球蛋白和methallothionine的基因。转录调节序列包含一个可适当地启动RNA合成的启动子区。较好的真核启动子包括小鼠methallothionine-1基因启动子,疱疹病毒的TK启动子,Rous肉瘤病毒启动子,和巨细胞病毒启动子。
原核启动子,例如噬菌体T3RNA聚合酶启动子,可被用于调节融合基因的表达,只要有一真核细胞启动子调节此原核细胞启动子即可。
用于在哺乳动物细胞内表达的合适载体是提供从哺乳类增强子启动子序列高水平转录的载体。克隆的MK反义载体可如前所述在细菌宿主细胞内被扩增,从这些细胞中分离和分析。
应用反义序列的另一种可能方法是基因治疗。经证明,通常由反转录病毒衍生的病毒样载体可作为将反义组份掺入血管或内膜的增厚组织中并表达的有效载体。通常,该载体在体内无复制能力,因此可避免对非靶细胞的意外感染。此时,在体外提供一个能扩增和包裹反义载体的辅助细胞系可弥补复制能力的缺乏。
本发明的反义寡聚核苷酸可由MK cDNA开放读码框架的任意部分衍生。优选mRNA序列中(1)存在于翻译起始位点附近并(2)形成环状结构的区域为靶。基于人类基因组大小的统计分析表明由约14-15个碱基对组成的DNA片段在基因组中具有特殊的序列。为了确定MK RNA中靶序列的特异性,反义寡核苷酸的所需长度至少是14个碱基对,优选15个碱基对。由本发明设计的寡聚核苷酸包括,例如,对应于MK cDNA序列上1-14,1-15,1-16,1-17,1-18,1-19,2-16,3-17位的核苷酸。
作为本发明中抑制MK功能的一种化合物,可应用一种结合到MK蛋白上以干扰它活性表达的化合物。这些化合物包括MK中和抗体,肝素(参考Kaneda,N.等,生物化学杂志,1996,119,1150-1156),或通过剥夺MK结合位点而抑制活性的人类ryudocan(参考Kojima,T.,Katsumi,A.,Yamazaki,T.,Muramatsu,T.,Nagasaka,T.,Ohsumi,K.,和Saito,H.,生物学和化学杂志,1996,271(10),5914-5920)。
本发明中应用的抗-MK蛋白抗体可用熟知的方法以多克隆或单克隆抗体的形式获得。本发明中应用的抗-MK蛋白抗体,以单克隆抗体为优选。单克隆抗体的制备可按照人们熟知的方法。例如,MK的cDNA已被克隆,它的DNA序列及编码氨基酸序列已有报道。单克隆抗体可制备成针对MK蛋白抗原的整个或部分。抗可溶性人类MK蛋白抗原制备的抗体是最优选的。
产生所述单克隆抗体的杂交瘤基本上按照Kohler和Milstein所述的方法制备(Kohler,G.&C.Milstein,自然,1975,256,495-497)。用MK蛋白作为致敏抗原并用标准免疫方法免疫。用标准的细胞融合方法将获得的被免疫的细胞与已知的母细胞融合。产生单克隆抗体的细胞可用标准的筛选方法筛选。
为获得抗体而用作致敏抗原的MK蛋白可用以下物质制备,例如,日本专利申请平成9年95454中描述的人类MK基因/氨基酸序列。
MK中氨基酸残基数可以是任何数,只要MK被用作抗原以获得本发明中应用的抗-MK抗体即可。将MK基因序列***熟知的表达载体***,使合适的宿主细胞转化,将靶MK蛋白用熟知的方法从宿主细胞或培养上清中纯化,纯化的MK蛋白用作致敏抗原。接受上述致敏抗原免疫的哺乳动物没有特殊限制,然而,选择时最好考虑与用于细胞融合的母细胞的适应性。一般地,使用啮齿类动物例如小鼠,大鼠,仓鼠等等。
动物以熟知的方法用MK免疫。例如,一般方法是将MK腹膜内或皮下注射到哺乳动物体内。详细地说,将用PBS,生理盐水等等物质稀释至合适浓度的MK悬浮,必要时,与合适量的标准佐剂如弗氏完全佐剂混合,乳化后,每4天到21天施予动物体内数次。合适的载体可用于免疫。当确定血清中目的抗体的水平升高后,从该哺乳动物提取被免疫的细胞用于细胞融合。尤其优选脾细胞作为被免疫的细胞。
优选哺乳类骨髓瘤细胞作为母细胞与上面提到的被免疫细胞融合,此哺乳类骨髓瘤细胞包括各种已知的细胞系,例如优选P3(P3x63Ag8.653)(Kearny,J.F.等,免疫学杂志(J.Immunol.),1979,123,1548-1550),P3x63Ag8 U.1(Yelyon,D.E.等,Current Topics in Microbiology,1978,81,1-7),NS-1(Kohler,G.&Milstein,C.欧洲免疫学杂志(Eur.J.Immunol.),1976,6,511-519),MPC-11(Margulies,D.H.等,细胞(Cell),1976,8,405-415),SP2/0(Shulman,M.等,自然,1978,276,269-270),F0(de St.Growth,S.F.&Scheidegger,D.免疫学方法杂志(J.Immunol.Methods),1980,351-21),S194(Trowbridge,I.S.实验医学杂志(J.Exp.Med.),1978,148,313-323),R2 10(Galfre,G.等,自然,1979,277,131-133),等等。
上面提到的被免疫的细胞和骨髓瘤细胞基本上按照熟知的方法融合,例如,Milstein等的方法(Galfre,G.&Milstein,C.,酶学方法(MethodsEnzymol.)73:3-46,1981)。详细地,上述细胞融合在例如细胞融合激活剂存在时于一个标准营养培养基中进行。细胞融合激活剂,可以用例如,聚乙二醇(PEG),和仙台病毒。为了增强融合效率,可加入诸如二甲亚砜等佐剂。
被免疫的细胞与骨髓瘤细胞的优选比率是,例如,1-10倍。用于细胞融合的培养基,例如,RPMI1640培养基和MEM培养基均适用于骨髓瘤细胞系,其它用于这类细胞培养的标准培养基也可应用。而且,血清附加溶液如小牛血清可联合应用。
目的杂交瘤的制备可通过在上述培养基中将指定量的被免疫细胞与骨髓瘤细胞完全混合,并与PEG溶液混合,所述PEG溶液如平均分子量大约为1000-6000并已预热到约37℃的PEG溶液,通常加至浓度30-60%(w/v)。随后,加入合适的培养基,离心去除上清。重复这些步骤除去细胞融合试剂,这些试剂不利于杂交瘤生长。
通过在标准选择培养基如HAT培养基中培养而挑选杂交瘤。在HAT培养基中培养足够长时间,使除靶杂交瘤(未融合的细胞)外的细胞死亡,通常需要几天或几周,然后应用标准的有限稀释对生产目的抗体的杂交瘤进行筛选和单克隆。
在本发明中,也可应用重组抗体和修饰抗体。重组抗体,例如用基因工程技术生产的重组抗体,或从杂交瘤中克隆单抗的抗体基因,将其***合适的载体,导入宿主细胞所产生的重组抗体(例如,Borrebaeck,C.A.K.&Larrick,J.W.,治疗用的单克隆抗体(Therapeutic Monoclonal Antibodies),Macmillan Publishers Ltd.,United Kingdom,1990)。修饰的抗体,例如,可应用嵌合抗体,和人源化抗体。嵌合抗体可通过将编码不同于人类抗体的抗体的V区DNA与编码人类抗体C区的DNA连接,将其***表达载体并导入宿主细胞以便生产而获得(EP125023,PCT WO96/02576)。
本发明中应用的抗体可以是抗体片段或已修饰的抗体,只要它与MK结合以抑制MK的活性即可。抗体片段,例如,Fab,F(ab’)2,Fv,或用合适的接头将H链连接到L链的Fv上的单链Fv(scFv)。
本发明中,应用抗-MK抗体经常规抗体治疗方法(例如,静脉注入)可抑制MK的功能。
包括一种抑制MK功能的化合物作为有效成分的本发明的药用组合物,可用熟知的药物制备方法制成制剂,并施予病人以预防或治疗由内膜增厚等引起的疾病。可将本发明的有效成分与合适的通常用于药学试剂的载体或基质结合,例如灭菌的水,生理盐水,植物油(例如,芝麻油,橄榄油,等等),着色剂,乳化剂(例如,胆固醇),悬浮剂(如***胶),表面活性剂(例如,聚氧乙烯氢化的蓖麻油***表面活性剂),助溶剂(如,磷酸钠),稳定剂(如,糖,糖醇,白蛋白),防腐剂(对羟基苯甲酸酯类(Parabens))等等,制成适合有效给入体内的制剂,例如,针剂,鼻内吸收的制剂,经皮吸收的制剂,口服剂,等等,优选针剂。注射用药剂可以是冻干型、含水型或将药剂装入渗透压力泵的形式。
针剂可以通过将作为有效成分的化合物与适合的分散剂一起溶解,和通过在分散介质中溶解或弥散而获得。通过适当选择分散介质可制备含水型制剂或油剂。含水型可使用蒸馏水,生理盐水,林格溶液等作为分散介质。油剂,可使用各种植物油,丙二醇等。如果需要可使用防腐剂如对羟基苯甲酸酯等。熟知的等渗剂,如氯化钠,葡萄糖等也可用在针剂中。而且,也可添加止痛药,如苯扎氯铵,或盐酸普鲁卡因。
口服片剂可通过将作为有效成分的化合物与赋形剂,分解剂,结合剂,润滑剂等混合,并压缩成型而制备。赋形剂常用的有乳糖,淀粉,甘露醇等。分解剂常用的有,碳酸钙,羧甲基纤维素纤维素钙盐等。结合剂常用的有***胶,羧甲基纤维素,或聚乙烯吡咯烷酮。润滑剂众所周知的有滑石粉,硬脂酸镁等。
可将包含本发明药用组合物的片剂用熟知的方法包上外膜制成包有肠溶衣的剂型,作为包衣剂可使用乙基纤维素,聚乙二醇等。
根据给药形式和所需剂量决定本发明的药用组合物中有效成分的含量。例如,在口服给药的情况下,通常可接受的有效量为每天约0.1-1000mg抗-MK蛋白抗体,更优选约为50-200mg。
本发明还提供一种筛选用于预防或治疗再狭窄的化合物的方法。因为是通过抑制MK的功能达到对再狭窄的预防或治疗效果,所以筛选有效的化合物可用MK抑制功能作为筛选指标。可应用某些已建立的方法来筛选抑制MK合成的待选化合物。例如,有许多细胞系中MK的合成是活跃的。测定这些细胞产生MK的水平可使用如放射免疫沉淀法,Western印迹技术,RIA或ELISA。用有效的待选化合物处理产生MK的细胞使MK水平降低。
可直接分析MK活性。如前所述,可找到MK水平升高的细胞系。这些细胞系另有某些异常行为作为其特征,如在软琼脂内形成菌落。用这些细胞,可检测内皮细胞增殖的加剧。这是体内血管生成的有效体外模型。细胞行为受有效待选化合物处理时改变,因此,可用于鉴别有用的化合物。上述实验可作为血管内皮细胞增殖的标准模型使用。对所挑选的待选化合物的体内有效性和安全性可用动物模型***测试。
附图简述
图1显示用RT-PCR检测的,大鼠再狭窄实验模型的血管组织中mRNA表达的时间过程。分别是(a)表示MK的mRNA表达的时间过程,(b)为多效蛋白(PTN)的过程,(c)为多配体蛋白聚糖-1,多配体蛋白聚糖-3,多配体蛋白聚糖-4的过程,(d)RPTP-β的过程,(e)GAPDH的过程。
图2显示用竞争PCR方法定量检测的,大鼠再狭窄实验模型的血管组织中mRNA表达的时间过程。用GAPDH作为内标准。
图3示用Western印迹方法分析的,大鼠再狭窄实验模型的血管组织中MK蛋白表达量的时间过程。
图4显示导管损伤后14天用苏木精-伊红(H.E)染色的血管组织的石蜡切片。(a)为实验开始后14天时对照组的H.E染色,(b)为再狭窄模型建立后14天的实验,(c)为图4-a的放大图。
图5显示大鼠导管损伤后14天的血管组织石蜡切片的免疫组化染色,用抗-MK多克隆抗体,抗兔IgG抗体作为第二抗体(Jackson实验室)。
实施本发明的最佳模式
下面参考实施例详细说明本发明,但是本发明不局限于下面这些。
实施例1:再狭窄模型的制备
大鼠颈动脉球囊损伤模型制备如下。将15-20周龄雄性Wistar大鼠(体重350-400g)按50mg/Kg给予戊巴比妥麻醉。将大鼠四肢固定于固定板上。沿中线切开颈部暴露颈外动脉。将颈外动脉在颈外动脉和颈内动脉从颈总动脉分支处用两根线以适当间距环绕。结扎远心端,近心端准备结扎。切开两根线之间的颈外动脉一小部分。将一2F Fogarty导管从此切口***颈总动脉,并深入至其起点,在颈总动脉起始处用生理盐水膨胀气囊,直至感到一定抵抗力,并在缓慢旋转同时将气囊拉回颈动脉分支处。使气囊缩小后,将导管再次插至起点并使气束再次膨胀和拉回。这个步骤再重复一次。这种处理脱去血管内皮且破坏中膜平滑肌以形成内膜增厚。拔出导管,同时结扎近心端丝线。缝合手术区完成大鼠颈动脉气囊损伤模型(再狭窄模型)的制备。当大鼠从麻醉中苏醒后,将它们分笼饲养。
实施例2:内膜增厚和MK表达的分析
用上述再狭窄模型,内膜增厚与MK表达之间的关系用以下方法分析,1)PCR,2)Westem印迹技术和3)组织形态学观察。
1)用PCR检测MK表达
准备3只正常大鼠(对照组),再狭窄模型组(导管损伤后3小时,3天,7天,14天)每组3只。
(a)用RT-PCRSPO检测血管组织中每种蛋白的mRNA。
对照组和再狭窄组(损伤后3小时,3天,7天和14天)的血管组织中MK,PTN,多配体蛋白聚糖-1,多配体蛋白聚糖-3,多配体蛋白聚糖-4,RPTP-β和GAPDH(内标准)的mRNA表达量用RT-PCR检测。从每种组织制备mRNA,以mRNA为起始物质进行RT-PCR。通过挑选已知区域的最佳部位而制备引物(Kurabo Ltd.)。所用引物的核苷酸序列如下:
MK有义引物
5’-gccggatccatgcagcaccgaggcttcttc-3’(30体)(SEQ ID NO:1)
MK反义引物
5’-actagcataatcaggaacatcatagtcctttccttttccttt-3’(42体)(SEQ ID NO:2)
PTN有义引物
5’-actggtgccgagtgcaaacaa-3’(21体)(SEQ ID NO:3)
PTN反义引物
5’-gagtttgccacagggcttgga-3’(21体)(SEQ ID NO:4)
多配体蛋白聚糖-1有义引物
5’-ggaggcacttctgtcatcaa-3’(20体)(SEQ ID NO:5)
多配体蛋白聚糖-1反义引物
5’-agcacttccttcctgtccaa-3’(20体)(SEQ ID NO:6)
多配体蛋白聚糖-3有义引物
5’-gatgagccagaggtgccagt-3’(20体)(SEQ ID NO:7)
多配体蛋白聚糖-3反义引物
5’-gccacctacgatcacagcta-3’(20体)(SEQ ID NO:8)
多配体蛋白聚糖-4(ryudocan)有义引物
5’-gaagacgctgggggccttgag-3’(21体)(SEQ ID NO:9)
多配体蛋白聚糖-4(ryudocan)反义引物
5’-tctgaggggacacggatgcca-3’(21体)(SEQ ID NO:10)
RPTP-β有义引物
5’-atcggatccccgttctcaacacatccctgaat-3’(32体)(SEQ ID NO:11)
RPTP-β反义引物
5’-cgtctcgagctaagcatctggagaaaatgtctc-3’(33体)(SEQ ID NO:12)
GAPDH有义引物
5’-gaccacagtccatgccatcac-3’(21体)(SEQ ID NO:13)
GAPDH反义引物
5’-gtagccgtattcattgtcatacc-3’(23体)(SEQ ID NO:14)
在下列条件下进行PCR:94℃,30秒(第1循环为1分钟),加热变性;55℃,30秒退火;72℃,30秒延伸,对MK进行28个循环,对PTN进行35个循环,对多配体蛋白聚糖-1,多配体蛋白聚糖-3,多配体蛋白聚糖-4进行33个循环,对RPTP-β进行35个循环,对GAPDH进行上述所有循环。上述RT-PCR的结果如图1(a),(b),(c),(d),和(e)所示。
(b)经竞争PCR对MK mRNA的定量
对照组和再狭窄模型组(损伤后3小时,3天,7天,14天)血管组织中的MK和GAPDH mRNA的表达量用竞争PCR进行定量(图2a和b)。目测靶和竞争物条带的浓度。将有大致相同浓度的靶和竞争物条带(上面的带和下面的带)排在中间。对于MK,竞争物的拷贝数在对照组(c)中为107,与靶的拷贝数相同,损伤后3小时时,降至106,在损伤后7天时,升至108。可以断定损伤后7天时MK mRNA的表达比对照组约多10倍。对比之下,GADPH的表达量在对照组(C),以及损伤后3小时,3天,7天,14天组同为105,所用的全部样品显示恒定的mRNA表达量。
(2)Western印迹分析
准备2只正常大鼠(对照组),和再狭窄模型组大鼠(导管损伤后3小时,3天,7天,14天)每组2只。
用Western印迹技术分析血管组织中MK蛋白的表达量(图3)。图3显示,MK蛋白的表达量于再狭窄模型制备3小时后与对照组无区别,然而,损伤后7天时,MK表达量达最大值,损伤后14天时MK蛋白表达量下降,但仍高于对照组。
(3)组织形态学分析
准备3只正常大鼠(对照组),和再狭窄模型组的大鼠(导管损伤后3天模型组3只大鼠,导管损伤后7天模型组4只大鼠,导管损伤后14天模型组3只大鼠)。
(a)苏木精-伊红染色
用4%多聚甲醛(Wako Pure Chemical Industries Ltd.)固定液制备血管组织切片。切片在自动包埋机上用石蜡包埋后,制备5μm厚切片并用苏木精-伊红染色(此后称作H.E染色)(图4a,b,和c)。图4a示对照组的H.E染色,图4b为导管损伤后14天时的H.E染色,图4c为图4a的放大图。图4清楚地显示出在对照组无内膜增厚,但在导管损伤后14天时的再狭窄模型上发现了明显的增厚。
(b)免疫组化
将导管损伤后14天的血管组织切片用抗-MK多克隆抗体做免疫组化染色,其中以抗兔IgG抗体(Jackson实验室)作第二抗体(图5)。在新内膜中可观察到明显的MK蛋白表达。
实施例3:MK对MK基因敲除小鼠体内新内膜形成的作用
为了在与体内条件相近的情况下检测再狭窄与MK表达之间的关系,用MK基因敲除小鼠测试MK在新内膜形成中的作用。用日本平成9年专利申请95454的实施例中描述的方法制备MK。
通过破坏MK基因中外显子2和3的部分区域制备同种(homogeneous)基因敲除小鼠(129/Sv系,10-12周龄雄性小鼠,体重25-30g)(基因细胞,1998年12月,3(12),811-822)。
准备4组动物,野生小鼠(129/Sv系,10-12周龄雄性小鼠,体重25-30g,10只),MK敲除小鼠(10只),植入生理盐水注射泵的MK敲除小鼠(10只),和植入MK注射泵的MK敲除小鼠(10只)。
经腹膜内给予戊巴比妥(50mg/Kg)麻醉各组小鼠。通过结扎颈总动脉分支区制备新内膜形成模型。由血栓所致的完全闭塞不容易发生,可能因为小鼠倾向于有相对高的血压,且压力负荷刺激形成新内膜(动脉硬化,血栓形成和血管生物学(Arterioscler Thromb Vasc Biol.),1997,17:2238-2244)。
新内膜的病理学分析揭示野生鼠的新内膜比MK敲除小鼠的明显增厚。这些结果与实施例1的结果暗示MK可能参与新内膜形成。
通过制备给予MK和给予生理盐水(对照组)的两组MK敲除小鼠(每组10只)构建新内膜形成模型,将注入了0.8mg/ml MK 100μl的泵(Micro-Osmotic Pump“alet-MODEL 10070”:alza;0.5μl/hr.,持续7天有效),或注入了生理盐水的泵皮下植入小鼠腹部皮肤下,第一次植入后7天时用新泵更换,且保持至第一次植入后14天,此时处死小鼠以分析新内膜形成状况。
用4%多聚甲醛(Wako pure Chemical Laboratories Ltd.)固定血管组织。将其在自动包埋机上用石蜡包埋后,制备5μm厚的切片且用H.E染色以便观察。与对照组相比,在MK给药组新内膜过度形成。用基因敲除小鼠进行体内实验的结果间接证明MK参与了血管舒张手术后的再狭窄。
工业实用性
给予本发明的药用组合物可有效预防动脉硬化或PTCA术后再狭窄所致的血管狭窄症状,此外,本发明的药用组合物对缓解血管狭窄症状的进展是有治疗价值的。
                           序列表
<110>Meiji Milk Products Co.,Ltd.
MURAMATSU,Takashi
<120>动脉硬化和PTCA术后再狭窄的预防剂/治疗剂
<130>M1-105PCT
<140>
<141>
<150>JP 1998-251812
<151>1998-08-24
<160>14
<170>PatentIn Ver.2.0
<210>1
<211>30
<212>DNA
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<220>
<223>人工序列的描述:人工合成的引物序列
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<210>7
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<220>
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<211>23
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<213>人工序列
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<223>人工序列的描述:人工合成的引物序列
<400>14
gtagccgtat tcattgtcat acc                               23

Claims (3)

1、一种用于预防或治疗由动脉硬化或PTCA外科术后再狭窄引起的血管狭窄的药用组合物,其包括
(a)一种有效成分,它是
(i)一种反义寡核苷酸,或
(ii)一种抗midkine蛋白的抗体或包含该抗体可变区的一种片段,
其中所述反义寡核苷酸或抗体抑制midkine的功能
(b)一种可药用载体或介质。
2、一种筛选用于预防或治疗由动脉硬化或PTCA外科术后再狭窄引起的血管狭窄的化合物的方法,包括以下步骤:
(a)使表达midkine的细胞与待测化合物接触;和
(b)检测midkine功能的抑制
(c)选择导致midkine功能的抑制的化合物。
3.抑制midkine功能的化合物在制备用于预防或治疗血管狭窄的药物中的用途,其中所述化合物是一种反义寡核苷酸,或者是抗midkine蛋白的抗体或包含该抗体可变区的一种片段,其中所述血管狭窄由动脉硬化或PTCA外科术后再狭窄引起。
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