本发明涉及认知障碍药物,更具体地,涉及一种多肽在制备治疗和/或预防认知障碍药物中的应用。
背景技术:
1、阿尔茨海默病(alzheimer‘s disease,ad)是一种起病隐匿的进行性发展的中枢神经系统退行性疾病,多发于老年人,是痴呆中最常见的模式,已经成为所有痴呆类型疾病中发病率最高的疾病,是仅次于心血管病之后威胁老年人生命健康的高发疾病。其主要症状表现为进行性记忆力减退,且常以短期记忆力减退为首要症状,最终进行性地发展为长期记忆障碍直至死亡。该疾病严重影响患者正常生活,病人痛苦不堪,给家庭和社会带来沉重的负担,也会对病人及其身边亲人的情绪和心理造成莫大的影响。因此,在人口老年化问题日益突出的现在,针对ad的病理基础的研究和预防ad药物的开发十分迫切。
2、神经突触是神经元之间在功能上产生相互联系的部位,也是神经元信息传递和交流的关键之处。突触是大脑中的基本单位,突触活动可以刺激蘑菇状树突棘的成熟并形成新的突触,使突触强度能够适应内外环境的变化,进而在学习和记忆中发挥重要作用。synapsins是一类与突触小泡相关的具有神经元特异性的突触囊泡相关磷酸化蛋白家族,在调节神经递质释放以及参与神经元早期发育等方面起着重要作用。synapsin ii(syn2)是突触蛋白(synapsin i/ii/iii)家族的一员,通过选择性剪接被翻译成547个(syn2a)和478(syn2b)氨基酸两个蛋白亚型,参与囊泡锚定、释放及神经传递等过程。有研究表明通过免疫共沉淀实验证明syn2b而并非syn2a可与谷氨酸受体2(glutamate receptor 2,glua2)结合从而影响ampa受体的膜转运。在大脑中,ampa型谷氨酸受体(ampar)与其辅助亚单位形成复合物,介导大多数快速兴奋性神经传递。有研究表明在mpfc脑区过表达syn2b蛋白的腺相关病毒记录兴奋性突触后电流发现过表达syn2b神经元的兴奋性突触后电流的幅度明显下降。提示我们syn2b可能通过调节ampa受体上膜影响学习记忆相关机制。越来越多的证据表明兴奋性氨基酸(尤其是谷氨酸)在ad的发病机制中起着重要作用,ampa受体及其亚基参与了突触的发生,延伸及以突触可塑性为生理基础的学习、记忆等过程的诸多方面,因此ampa受体功能的异常与阿尔茨海默病,额颞叶痴呆,帕金森病等许多疾病发病关系尤为密切。
3、tat称细胞穿膜多肽(cell penetrating peptides),是近年来发现的一种高效运输载体。tat能够穿透细胞膜、细胞核膜,携带多肽、蛋白质以及dna分子等通过受体转运方式进入胞质和胞核发挥相应的生物效应。目前研究显示hiv-tat,能够穿过所有组织细胞,且无明显的毒副作用。tat能将与之相连的多肽在数分钟内带入细胞,而且可以跨越血脑屏障进入神经元内,被带入细胞的多肽则保留了它们原有的生物活性,从而发挥生物学作用。
技术实现思路
1、本发明目的在于提供了一种小分子多肽p6,其序列如序列表seq id no.1所示,进一步地,在p6的n末端连接有序列为seq id no.2所示的穿膜肽。本发明进一步地将tat穿膜肽(ygrkkrrqrrr,即seq id no.2)与p6(yildcn,即seq id no.1)连接,得到具有生物活性的tat-p6多肽(ygrkkrrqrrryildcn,即seq id no.3)利用tat的穿膜功能将p6多肽输送进入血液并穿过血脑屏障,并被大脑神经细胞摄取从而发挥其生物学功能。
2、根据本发发明第一方面,提供了一种多肽在制备治疗和/预防认知障碍药物中的应用,所述多肽的氨基酸序列如seq id no:1所示。
3、优选地,所述认知障碍为感知障碍、记忆障碍或思维障碍。
4、优选地,所述感知障碍为感觉过敏、感觉迟钝、内感性不适、感觉变质、感觉剥夺、病理性错觉或幻觉或感知综合障碍;
5、所述记忆障碍为记忆过强、记忆缺损或记忆错误;
6、所述思维障碍为抽象概括过程障碍、联想过程障碍、思维逻辑障碍或妄想。
7、优选地,所述认知障碍为阿尔茨海默病、路易体痴呆、额颞叶痴呆、帕金森病或亨廷顿氏舞蹈症导致的认知障碍;
8、或者为创伤性脑损伤后认知障碍、脑血管病认知损伤后认知障碍或手术后认知障碍;
9、或者为进行性核上性麻痹、皮质基底膜变性、嗜银颗粒病、皮克氏病、神经衰弱、癔症、疑症、更年期综合症、抑郁症、强迫症、精神分裂症、反应性精神病、偏执型精神病、躁狂症或躁郁症导致的认知障碍。
10、优选地,所述多肽用于阻断syn2b蛋白与glua2蛋白结合,从而使得glua2蛋白上膜增加。
11、优选地,所述多肽用于促进神经元ampa电流的增加,从而使得自发性兴奋性突触后电流增加。
12、优选地,所述多肽的n端还连有穿膜肽。
13、优选地,所述穿膜肽的氨基酸序列如seq id no:2所示。
14、根据本发明另一方面,提供了一种用于制备治疗和/或预防认知障碍的多肽,所述多肽的氨基酸序列如seq id no:1所示。
15、优选地,所述多肽的n端还连有穿膜肽;
16、优选地,所述穿膜肽的的氨基酸序列如seq id no:2所示。
17、总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:
18、(1)本发明提供了一种仅有6个氨基酸组成的膜渗透性小分子多肽p6,其序列如序列表seq id no.1所示,通过减少syn2b与glua2的结合,使得认知障碍小鼠(如ad小鼠)学习记忆能力提高。进一步地,在p6的n末端连接有序列为seq id no.2所示的穿膜肽。本发明进一步地将tat穿膜肽(ygrkkrrqrrr,即seq id no.2)与p6(yildcn,即seq id no.1)连接,得到具有生物活性的tat-p6多肽(ygrkkrrqrrryildcn,即seq id no.3)利用tat的穿膜功能将p6多肽输送进入血液并穿过血脑屏障,并被大脑神经细胞摄取从而发挥其生物学功能。
19、(2)本发明所涉及的小分子多肽tat-p6纯度高,完全可溶,适合皮下注射,无毒副作用。
20、(3)本发明公开的tat-p6多肽,tat可以携带p6蛋白多肽经血液穿过血脑屏障被神经元摄取,可以转化应用于神经系统,调控老年痴呆的学习记忆,使其具有实际操作的可行性。
21、(4)本发明优选地,将本发明中的多肽运用到ad模型小鼠学习记忆障碍的治疗作用上,通过皮下注射,有效发挥其阻断syn2b与glua2的结合,恢复ad模型小鼠的学习记忆能力,为改善ad引起的不良效应提供方法。附图说明
22、图1为一种小分子多肽tat-p6的人工合成质谱分析图。
23、图2为tat-p6多肽和对照多肽tat-s6在同时共转ha-glua2和egfp-syn2b过表达质粒的hek293t细胞中打断二者结合的免疫共沉淀图。首先把ha-glua2和egfp-syn2b过表达质粒转入hek293t细胞中。转染48小时后,在细胞培养基中给予10μm浓度的tat-p6和tat-s6多肽处理90分钟,tat-p9为p6的基础上n端增加三个氨基酸(clqyildcn),随后收集细胞。过表达的syn2b蛋白为syn2b和gfp的融合蛋白,用抗gfp抗体沉淀细胞蛋白,再用抗glua2抗体检测沉淀下来的蛋白,通过nc膜上的黑色印迹表明glua2与syn2b的相互作用。给予10μmtat-p6以及tat-p9后,抗glua2的抗体几乎无法检测到nc膜上的相应蛋白,提示tat-p6阻断了syn2b与glua2的相互作用。而给予tat-s6的对照组则明显可检测到glua2蛋白,则说明tat-s6无法阻断syn2b与glua2的相互作用。
24、图3为tat-p6多肽改善小鼠的学习记忆能力结果统计图。其中a-b为四组小鼠(c57小鼠注射tat-s6组,c57小鼠注射tat-p6组,p301s小鼠注射tat-s6组,p301s小鼠注射tat-p6组)采用开放旷场测试系统进行行为学实验。其中a为四组小鼠在旷场实验中总运动距离的统计结果图。注射tat-s6多肽溶液的c57小鼠与给予tat-p6多肽溶液注射的c57小鼠总运动距离并无统计学意义。注射tat-s6多肽溶液的p301s小鼠与给予tat-p6多肽溶液注射的p301s小鼠总运动距离并无统计学意义。其中b为四组小鼠在旷场实验中在中心位置停留时间的统计结果图。注射tat-s6多肽溶液的c57小鼠与给予tat-p6多肽溶液注射的c57小鼠在中心位置停留时间并无统计学意义。注射tat-s6多肽溶液的p301s小鼠与给予tat-p6多肽溶液注射的p301s小鼠在中心位置停留时间并无统计学意义。说明tat-s6对小鼠的运动能力并无改变。其中c为四组小鼠采用新事物识别测试系统进行行为学实验,其中c数据表示注射tat-s6多肽溶液的p301s小鼠在新物体停留时间短,而与之相比,给予tat-p6多肽溶液注射的p301s小鼠在新物体停留时间较长。其中d-h为四组小鼠采用morris水迷宫测试系统进行行为学实验,其中d数据为两组小鼠在水迷宫实验第8天的运动轨迹图,其中e为实验前6天训练阶段的潜伏期统计结果图。其中f为四组小鼠水迷宫在第8天检测阶段的潜伏期统计结果图。注射tat-s6多肽溶液的p301s小鼠到达平台的潜伏期延长,给予tat-p6多肽溶液注射的p301s小鼠到达平台的潜伏期明显减少。其中g为四组小鼠水迷宫在第8天检测阶段的穿越平台所在象限次数的统计结果图。注射tat-s6多肽溶液的p301s小鼠穿越平台次数比给予tat-p6多肽溶液注射的p301s小鼠穿越平台次数明显减少。说明注射tat-p6多肽能有效改善p301s小鼠的学习记忆功能。其中h为四组小鼠水迷宫在第8天检测阶段的在目标象限停留时间的统计结果图。注射tat-s6多肽溶液的p301s小鼠在目标象限停留时间比给予tat-p6多肽溶液注射的p301s小鼠在目标象限停留时间明显减少。说明注射tat-p6多肽能有效改善p301s小鼠的学习记忆功能。其中i为四组小鼠场景性情景恐惧实验下小鼠僵直时间百分比(%)。其中j为四组小鼠线索性情景恐惧实验改变环境后声音刺激小鼠僵直时间百分比(%)。
25、图4为tat-p6多肽不改变syn2b和glua2的蛋白总量免疫印迹结果统计图。利用上述制备的蛋白,分别检测tat-p6多肽组和对照组小鼠的syn2b和glua2的含量,gapdh为内参条带,证明蛋白上样量的一致性。通过比较发现,给予15mg/kg的tat-p6溶液皮下注射的小鼠与对照组小鼠相比,syn2b和glua2的蛋白含量并无明显变化。
26、图5为tat-p6多肽使得glua2的上膜增加免疫印迹结果统计图。在行为学结束后分离小鼠海马脑区的膜蛋白,通过免疫印迹发现,给予tat-p6多肽溶液处理组的小鼠膜上的glua2蛋白明显高于对照组,atp1a1为膜蛋白内参条带。
27、图6为tat-p6多肽增强小鼠神经元ampa电流结果统计图。c57小鼠及p301s小鼠小鼠麻醉后颈椎脱臼断头处死小鼠,迅速取出脑组织放入冷冻的人工脑脊液(acsf)中,根据实验需求分离海马脑区,用振动切片机将组织切成300μm厚的组织片,室温孵育1h。随后在配液中给予10μmtat-p6溶液或10μm tat-s6溶液处理30min,选择合适的刺激和记录电极位置,记录海马脑区ampa电流及nmda电流,每个脑片可记录10个细胞。实验发现,给予10μmtat-p6溶液处理后,与给予10μm tat-s6溶液孵育后相比,ampa电流幅度增加,nmda电流并无明显变化,nmda/ampa比值明显下降。
28、图7为tat-p6多肽增强小鼠神经元兴奋性结果统计图。记录p301s小鼠海马脑区自发性兴奋性后电流(sepsc),每个脑片可记录10个细胞。实验发现,给予10μm tat-p6溶液处理后,与给予10μm tat-s6溶液孵育后相比,sepsc的幅度增加,证明神经元兴奋性增强。
1.一种多肽在制备治疗和/预防认知障碍药物中的应用,其特征在于,所述多肽的氨基酸序列如seq id no:1所示。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述认知障碍为感知障碍、记忆障碍或思维障碍。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述感知障碍为感觉过敏、感觉迟钝、内感性不适、感觉变质、感觉剥夺、病理性错觉或幻觉或感知综合障碍;
4.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述认知障碍为阿尔茨海默病、路易体痴呆、额颞叶痴呆、帕金森病或亨廷顿氏舞蹈症导致的认知障碍;
5.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述多肽用于阻断syn2b蛋白与glua2蛋白结合,从而使得glua2蛋白上膜增加。
6.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述多肽用于促进神经元ampa电流的增加,从而使得自发性兴奋性突触后电流增加。
7.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述多肽的n端还连有穿膜肽。
8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述穿膜肽的氨基酸序列如seq id no:2所示。
9.一种用于制备治疗和/或预防认知障碍的多肽,其特征在于,所述多肽的氨基酸序列如seq id no:1所示。
10.如权利要求9所述的用于制备治疗和/或预防认知障碍的多肽,其特征在于,所述多肽的n端还连有穿膜肽;
