Zn7MT3在防治阿爾茨海默癥中的應用制造技術

本發明專利技術屬于醫藥技術領域，具體為使用金屬硫蛋白Zn7MT3在治療阿爾茨海默癥中的應用。本發明專利技術研究表明，腦神經細胞金屬內穩態調控蛋白Zn7MT3可以改善阿爾茲海默癥模型小鼠的認知和記憶能力，調控AD腦海馬體細胞恢復正常形態，抑制神經細胞凋亡，抑制淀粉樣蛋白沉積等，?有效阻止老年癡呆癥鼠病情進展。因此，Zn7MT3在制備抗阿爾茨海默癥藥物方面有重要應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于生物醫藥
，具體涉及Zn7MT3在抗阿爾茨海默癥中以及在制備抗阿爾茨海默癥等神經退行性疾病藥物中的應用。
技術介紹
阿爾茨海默癥（Alzheimer’sDisease,AD）,俗稱老年癡呆癥，是由德國學者AlosiAlzheimer于1907年首次報道。這是一種常發于老年人群中的中樞神經系統原發性退行性疾病，目前全世界有超過兩千多萬例AD患者，其臨床表現為不同程度的記憶力喪失，語言困難，定向力障礙，認知能力降低，人格及行為和感情活動異常，進行性智力障礙，最后全身衰竭，并發感染而亡。目前AD已經成為繼心臟病、腫瘤和中風之后的第四位死亡原因。AD最典型的病理特征是：大腦皮層和海馬組織內出現大量的老年斑（senileplaques,SP）、神經纖維纏結（neurofibrillarytangles,NFTs）、神經元數量減少和顆粒空泡變性。AD的發病機理十分復雜，可能是多種因素相互作用的結果。迄今為止，其確切的發病機理還是一個未解之謎，但在近三十年的研究證據表明，淀粉樣多肽（amyloid-betapeptide,Aβ）、淀粉樣前體蛋白（amyloidprecursorprotein,APP）、金屬硫蛋白（metallothionein,MT3）及其所參與調節的金屬離子內穩態平衡與AD的發生、發展有著密切的聯系。國內外已對AD的神經病理機制進行了大量的研究。70年代中期以來，大量藥理學研究集中于提高突觸裂隙中的乙酰膽堿水平，發現了一系列乙酰膽堿酯酶的抑制劑類藥物。然而，這種治療僅是緩解癥狀的治標療法。80年代中期以來，許多研究圍繞Ab的形成、聚集以及清除機制，或Ab的神經毒性機制進行。以Ab為靶標治療AD病的藥物有Ab前體蛋白APP分泌酶的抑制劑、抗Ab聚集的金屬離子螯合劑和Ab的抗體等。然而，2008年Lancet報道，Ab疫苗能有效地清除腦內Ab斑，但并不能阻止癡呆癥狀的發展。這一報道對圍繞Ab斑的治療研究提出了疑問。這些結果說明，Ab斑本身并不是神經細胞毒性的主要根源，可能的機制是，Ab斑在形成過程中產生的ROS對神經細胞造成毒性。運用同步輻射X-射線熒光分析技術發現老年斑中有高濃度的金屬離子聚集，如銅、鐵、鋅離子的含量分別高達1.0、0.4和1.0mM。大腦中這些過渡金屬離子異常高濃度聚集及其相關的蛋白質（如Ab、tau蛋白等）異常聚集是多種神經退行性疾病的共有特征。因此，金屬離子與神經醫學高度關聯的這一領域受到科學家和神經醫學科學家的極大關注。大量研究報道顯示：腦神經中某些過渡金屬離子（Cu、Fe、Zn）的內穩態失衡是AD病人神經元死亡的主要起因之一；腦中這些過渡金屬離子，特別是能夠進行單電子氧化還原的Cu和Fe離子的內穩態調節，以及有關的活性氧物種（ROS）水平的調控很可能是治療AD病的有效策略。金屬硫蛋白-3（metallothionein-3,MT3），也稱為神經生長抑制因子（GIF），在人大腦中特異性表達。MT3由68個氨基酸組成，其中就包括了20個保守的半胱氨酸。它的兩個結構域含有兩個金屬簇，總共能夠結合7個二價的金屬離子。N-端β-結構域中的M3S9和存在于C-端的α-結構域的M4S11。兩個結構域之間通過KKS三個氨基酸連接。大腦中MT3大量分布于神經星形細胞，但是在AD患者腦中，MT3的表達量明顯下降約三分之一。MT3表達的受損可能與AD癥狀的發生或神經功能損傷有關。MT3可以將NO信號轉化為Zn2+信號。NO通過與MT3中結合Zn2+的半胱氨酸直接發生S-亞硝基反應或者與S-亞硝基硫醇發生亞硝基轉換反應，將Zn2+從MT3中釋放出來。鋅離子是大腦中的信使，大腦具有最高的鋅含量，最典型的是在灰質中可達到約150μM。大腦中處于自由離子形式的鋅大量富集在許多谷氨酸能神經末端（10-15%）。當鋅被釋放后進入突觸間隙，在突觸間隙內離子濃度可上升至毫摩爾數量級。和銅離子一樣，釋放的鋅離子在突觸間隙內與神經受體如NMDA相互作用，同時也會作用于多種神經元離子通道及轉運子來調控神經信號傳導。多種鋅轉運蛋白（ZnTs）以及MTs等結合胞質中的Zn離子，從而阻止游離的Zn離子轉變為有毒狀態。相比于Cu離子，血漿中的Zn離子含量從出生后逐步下降，且AD患者的血漿中Zn離子含量比同齡正常人有進一步的減少。盡管Zn離子總含量與大腦年齡的老化沒有關系，然后已知一些特定區域含有高濃度的Zn離子，如高谷氨酸能支配的海馬區，隨著年齡的增長表現出Zn離子含量的降低。現在的多篇文獻報道，大腦補鋅可能是防治老年癡呆癥的有效策略之一。Lovell等人早在1998年已經確證在AD大腦的特定區域（如淀粉樣斑塊，俗稱老年斑）中存在有大量的Zn離子，達到約1mM，而正常同齡的神經纖維中的含量只有約350μM。另外，Zn轉運蛋白的表達水平，如ZnT1、ZnT4和ZnT6在AD患者中都發生了改變。這些發現使人們開始重視Zn在AD病理過程中的潛在作用。Zn離子與淀粉樣多肽Aβ的聚集也有著密切的關系。Zn離子能夠快速引起Aβ多肽形成蛋白酶不能降解的沉淀。在體外模擬的生理條件下，Zn離子以1:1的比列與Aβ結合形成復合物，而聚集體的結構被認為更加的無定形，如纖維含量更少。然而這種活性可能并不具有神經毒性，而是被認為是一種神經保護作用，因為體外皮層神經細胞培養實驗證實Zn離子能夠降低Aβ引起的細胞毒性。Zn離子保護Aβ毒性的確切機理還不是很清楚，但其中有一種可能性是Zn與Cu或者Fe金屬離子競爭結合Aβ，促使其改變自身構象使得Cu/Fe離子接觸不到它們的金屬結合位點，從而阻止了它們與Aβ的結合，進而防止了過氧化氫及自由基的產生。金屬硫蛋白MT3是神經元內部Zn的主要來源，近期的研究發現，結合于MT3上的Zn離子能夠同Aβ-Cu復合物發生金屬置換，從而抑制了Aβ還原Cu2+所產生的氧化損傷。AD腦中Zn離子失衡，可能源自Zn離子輸出的抑制，Aβ-Cu還原活性產生的一種過氧化物4-hydroxynoenal（4-羥基巴比妥）被認為具有這種作用。與此一致的是，小鼠動物研究指出，系統性Zn離子的缺失引起了腦中Zn離子的滯留，而這種作用是通過抑制胞內Zn離子輸出蛋白ZnT1所致。神經突觸中，MT3、Ab和銅金屬離子可能形成一種動態平衡。在ZnT3的作用下，Zn2+和谷氨酸同時聚集于前突觸囊泡中，Zn2+在突觸間隙中濃度高達0.3mM，而NMDA介導的激活使銅離子在突觸后釋放，轉運到突觸間隙，隨之銅離子在突觸間隙的濃度達到毫摩爾級。反過來銅和鋅都可以抑制NMDA受體的應答反應。Aβ經淀粉樣蛋白前體蛋白APP酶切后釋放到突觸間隙后可以與間隙內的銅發生反應，然后交聯形成可溶性的Aβ聚集體甚至形成淀粉樣沉淀。MT3由鄰近的星形膠質細胞釋放進入突觸間隙，可以緩解這一不利反應的發生。神經金屬離子、Ab、MT3在突觸間隙形成一個動態平衡，這種平衡可阻止Ab在突觸間隙中形成纖維沉淀。適當的神經突觸活動可能會促進這一平衡系統，但是過度的或異常的神經活動可能對這一系統有害。調控腦神經[金屬離子-Ab-MT3]形成有益的平衡可能是治療老年癡呆癥的創新思路，對AD病的調控治療有重要意義。本專利技術運用阿爾茨海默癥小鼠模型，研究了Zn7M本文檔來自技高網...

【技術保護點】
Zn7MT3及其衍生物在抗阿爾茨海默癥中的應用。

【技術特征摘要】
1.Zn7MT3及其衍生物在抗阿爾茨海默癥中的應用。2.Zn7MT3及其衍生物在制備抗阿爾茨海默癥藥物中的應用。3.Zn7MT3及其衍生物在制備抗神經退行性疾病藥物中的應用。4.根據權利要求1所述Zn7MT3及其衍生物在抗阿爾茨海默癥中的應用，其特征在于：改善AD腦認知功能障礙，調控AD腦海馬體細胞形態恢復正常,抑制AD腦內淀粉樣蛋白沉積,抑制腦內神經細胞凋亡。5.根據權利要求2、3所述的Zn7MT3按常規藥劑學制成各種劑型，所述的劑型包括片劑、膠囊劑、顆粒劑、混懸劑、乳劑、溶液劑、糖漿劑或注射...

【專利技術屬性】
技術研發人員：譚瀛軒，徐微，張躍茹，向道鳳，
申請(專利權)人：聊城市奧潤生物醫藥科技有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37