哺乳动物的环二核苷酸信号通路的药物靶向制造技术

环-GMP-AMP合酶(cGAS)和包括2'3-cGAMP、2'2-cGAMP、3'2'-cGAMP和3'3'-GAMP的环-GMP-AMP(cGAMP)用于药物制剂(包括疫苗佐剂)、药物筛选、疗法和诊断。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】晡乳动物的环二核苷酸信号通路的药物靶向 本专利技术在由美国国立卫生研究院（NIH)提供的基金编号ROI AI-093967的政府支 持下进行。政府对本专利技术具有一定的权利。
技术介绍
细胞质的DNA诱导I型干扰素和其它的细胞因子，其对于抗微生物防御是重要的， 但也可导致自身免疫。此DNA信号通路需要衔接蛋白STING和转录因子IRF3,但DNA传感 (DNA sensing)的机制尚不清楚。本文中，本专利技术人报道了在存在DNA而没有RNA的情况 下，哺乳动物细胞质提取物在体外从ATP和GTP合成了环GMP-AMP (cGAMP)。哺乳动物细胞 的DNA转染或DNA病毒感染也触发cGAMP的产生。cGAMP结合STING，导致激活IRF3并诱 导干扰素0 (IFNP)。因此，cGAMP代表了后生动物中的第一环二核苷酸，并且其作为响应 细胞质DNA而触发干扰素产生的内源第二信使起作用。 通过生化分级和定量质谱，本专利技术人还确定了 cGAMP合酶（cGAS)，其属于核苷酸 转移酶家族。cGAS的过表达激活转录因子IRF3并以STING-依赖的方式诱导IFNP。敲除 cGAS抑制了经DNA转染或DNA病毒感染的IRF3激活和IFNI3诱导。cGAS在细胞质中结 合DNA并催化cGAMP合成。这些结果表明，cGAS是胞质DNA传感器，其通过产生第二信使 cGAMP诱导干扰素。 本专利技术将这些发现应用于涉及环-GMP-AMP合酶（cGAS)和环-GMP-AMP (cGAMP)的 新方法和组合物，包括其在制剂（包括疫苗佐剂）、药物筛选、治疗方法和诊断中的用途。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术提供了基于细胞的药物筛选，这包括抑制cGAS的方法，其 包括将细胞或细胞提取物与有效量的外源性cGAS抑制剂相接触，并检测所获得的合酶抑 制。在具体的实施方式中，通过环-GMP-AMP诱导的IRF3激活（二聚化或核转位）、干扰素 产生或NF-kB激活来推理检测所获得的抑制。 在另一个方面中，本专利技术提供了治疗方法，这包括抑制cGAS的方法，其包括将确 定的有需求的细胞与有效量的外源cGAS抑制剂相接触。在具体的实施方式中，方法包括向 确定的有需求且包含所述细胞的哺乳动物施用抑制剂，和/或抑制剂是小分子环化酶抑制 剂或是cGAS特异性shRNA或siRNA。 在另一个方面中，本专利技术提供了体外药物筛选，这包括抑制cGAS的方法，其包括 将包含合酶、ATP、GTP的混合物与抑制剂在条件下相接触，其中所述条件下抑制剂抑制了经 合酶的ATP和GTP到环-GMP-AMP和无机焦磷酸的催化转化，并检测所获得的合酶抑制。在 一个具体的实施方式中，混合物进一步包括DNA并且转化是DNA-依赖性的。在其它的实施 方式中，cGAS是组成型活性的。 在另一个方面中，本专利技术提供了体外药物结合测定，这包括抑制cGAS结合到底物 或辅因子的方法，其包括将包含合酶和ATP或GTP的底物或DNA辅因子的混合物与抑制剂 在条件下相接触，其中所述条件下抑制剂抑制了合酶到底物或辅因子的结合，并检测所获 得的结合抑制。 在另一个方面中，本专利技术提供了制备cGAMP的方法，所述方法包括在条件下形成 包含cGAS、ATP和GTP的混合物，其中所述条件下合酶催化转换ATP和GTP到cGAMP，其中 合酶、ATP和GTP是预定义量的，或者方法进一步包括分离或检测所获得的cGAMP的步骤。 在【具体实施方式】中，混合物进一步包括DNA并且转化是DNA-依赖性的。 在另一个方面中，本专利技术提供了检测cGAMP水平、cGAS水平或cGAS突变的方法， 所述方法包括以下步骤：检测来自人的样品中的cGAMP水平、cGAS水平或cGAS突变，并基 于cGAMP水平、cGAS水平或cGAS突变将所述的人分配一个自身免疫性疾病度量；和任选地 向所述的人施用用于自身免疫性疾病的治疗方法。 在另一个方面中，本专利技术提供了包含预定量的cGAMP的组合物，如进一步包含针 对靶病原体的免疫原的疫苗，其中cGAMP提供了佐剂。在【具体实施方式】中，组合物不含其它 的环二核苷酸，和/或另外地，适合于作为佐剂或疫苗，例如无菌的，药学上可接受的，以确 定的、预定的量、比率等，并且组合物可以是为单个使用量化的散装或单位剂量。本专利技术还 提供了诱导或促进免疫应答的方法，包括向有需求的哺乳动物施用有效量的此类组合物。 在【具体实施方式】中，给药是粘膜（舌下或鼻内）、肌内或皮下给药。 本专利技术包括所列【具体实施方式】的所有组合。进一步的实施方式和本专利技术的适用性 的全部范围将因下文所给出的详细描述而变得显而易见。然而，应当理解的是，详细描述和 具体实施例虽然表示了本专利技术的优选实施方式，但仅以说明的方式给出，这是因为本专利技术 的精神和范围内的各种变化和修改因这一详细描述而对于本领域技术人员而言变得显而 易见。【具体实施方式】 本专利技术提供了涉及cGAS和cGAMP的方法和组合物，这包括其在制剂（包括疫苗佐 剂）、药物筛选、治疗方法和诊断中的用途。 要点：2' 3' -cGAMP是哺乳动物细胞所产生的内源性第二信使；2' 3' -cGAMP是 STING的高亲和配体；2' 3' -cGAMP是I型干扰素的强诱导物；2' 3' -cGAMP结合诱导了 STING 的构象变化。 在一个方面中，本专利技术提供了基于细胞的药物筛选，这包括抑制cGAS的方法，药 物筛选包括将细胞或细胞提取物与有效量的外源性cGAS抑制剂相接触，并检测所获得的 合酶抑制。合酶通常地是人或鼠cGAS，并且可以在融合蛋白中被截断、重组，或进行其它修 改以适合分析。通常，方法是作为筛选分析进行的，其中抑制剂是用于分析的候选抑制剂， 其可能来自文库、先导化合物优化等。例如通过cGAMP诱导的IRF3激活（二聚化或核转 位）、干扰素产生或NF-kB激活直接或推理检测抑制，通过例如质谱、基于抗体的分析（例 如，ELISA、ALPHA、荧光偏振等）直接检测cGAMP和其它产物。例如，可以通过q-RT-PCR测 量IFN RNA，通过非变性凝胶电泳测量IRF3二聚化。另外的合适的读取包括ATP、GTP和焦 磷酸（PPi)的测量。 在另一个方面中，本专利技术提供了治疗方法，这包括抑制cGAS的方法，治疗方法包 括将确定的有需求的细胞与有效量的外源cGAS抑制剂相接触。在具体的实施方式中，方法 包括向确定的有需求且包含所述细胞的哺乳动物施用抑制剂，和/或抑制剂是小分子环化 酶抑制剂，或是cGAS特异性shRNA或siRNA，或其它的RNAi或反义RNA cGAS特异性抑制 剂。 本专利技术人的数据表明，cGAS和cGAS-cGAMP途径对于触发针对自身和外源DNA的炎 症反应是重要的，因此cGAS抑制剂可用于降低相关自身免疫性疾病的病原性cGAS活性。类 似地，本专利技术人的数据表明，cGAS对于从正常细胞到癌细胞的转化也是重要的，并且对于癌 细胞的生存和转移也是重要的，因此cGAS抑制剂可用于降低相关的肿瘤性（neoplastic) 疾病的病原性cGAS活性。目前用于狼疮和其它自身免疫性疾病的治疗方法涉及大剂量的免疫抑制剂，其具 有严重的副作用。虽然一种新的BAFF抗体（Benly本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含预定量的环‑GMP‑AMP(cGAMP)的组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：志建·陈，丽君·孙，嘉西·吴，和平·史，绰·陈，
申请(专利权)人：得克萨斯州立大学董事会，
类型：发明
国别省市：美国;US