可溶性高分子量(HMW)TAU种类及其应用制造技术

本公开提供了tau种类的新型形式及其应用以及诊断和/或治疗tau相关神经退行性变的方法。本发明专利技术人已示出，tau‑空白神经元在神经元中缺少Aβ诱导的线粒体内在caspase级联的活化，并随后免受Aβ诱导的树突棘损失和神经退行性变。因此，本文所述多个方面的实施方式涉及包含负责神经元间传播的可溶性HMW tau种类的组合物及其应用。本文还提供了治疗和诊断受试者中的tau相关神经退行性变的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2013年12月13日提交的美国临时申请号61/915,762、2014年7月30日提交的美国临时申请号62/030,984以及2014年9月3日提交的美国临时申请号62/045,313的优先权，以引用的方式将它们各自的内容整体并入本文。政府支持本专利技术是在由美国国立卫生研究院(NIH)授予的合同号AG026249的政府支持下作出的。美国政府对本专利技术拥有一定的权利。
本文所述的技术一般而言涉及tau种类(tau species)的新型形式及其应用，以及治疗和/或诊断受试者中的tau相关神经退行性变的方法。
技术介绍
微管相关蛋白tau的积累和聚集(Mandelkow等，(1995)Neurobiology of aging，16(3)：355-362；discussion 362-353)，作为被称作神经原纤维缠结(NFT)的细胞内包涵体，是包括阿尔茨海默氏病(AD)在内的神经退行性疾病的病理性标志(Iqbal等，(2010)Current Alzheimer research，7(8)：656-664)。AD中的认知缺陷与处于分级模式的NFT的进展最紧密相关，其起始于内嗅皮质(EC)，并在疾病进展期间蔓延整个脑(Hyman等，(1984)Science，225(4667)：1168-1170)。一种理论设想了tau的“朊病毒样”散播(spreading)：错误折叠的tau在神经元间行进，并为受体神经元中的初始内源性tau提供了聚集模板，使其具有神经毒性。尽管这一特征性tau病理散播的确切机制尚不清楚，但先前已讨论了，tau病理散播可通过tau蛋白在神经元间的跨突触传递发生(Pooler等，(2013)Alzheimer's research&therapy，5(5):49；Walker等，(2013)JAMA neurology，70(3)：304-310)。然而，参与神经元间传播(propagation)的tau种类仍不清楚。更好地理解tau传播的分子基础可防止从早期轻度记忆损伤进展为
完全认知退化和痴呆。因此，存在对负责神经元间传播的特定tau种类进行识别的需要，可将其用作治疗性干预和生物标志物开发的更有效靶点。
技术实现思路
本文所述的多个方面至少部分地源于：以低水平存在于患有阿尔茨海默氏病(AD)或额颞叶痴呆(FTD)的受试者的脑中的可溶性高分子量(HMW)tau种类(包括磷酸化形式)的发现，以及该可溶性HMW tau种类被神经元摄取以及在神经元间传播的能力。具体而言，为了识别负责传播的可溶性HMW tau种类，专利技术人已经开发了新型的三腔室微流体装置，以形成双层神经元并检查神经元的tau摄取、轴突运输和突触传递。通过对源自于例如清醒的行为正常的tau转基因小鼠的间质液以及来自小鼠和人AD死后(postmortem)皮质的皮质提取物的不同tau种类的摄取和传播性质进行表征，专利技术人在一个方面已发现，尽管丰度非常低，但PBS可溶性磷酸化高分子量(HMW)tau种类以时间和浓度依赖的方式被摄取、经轴突运输并传递至突触连接的神经元。相反，尽管丰度高得多，低分子量(LMW)tau种类(例如，单体/二聚体尺寸的tau)不能有效地被神经元摄取。因此，在一个方面，参与神经元间传播的可溶性HMW磷酸化tau的稀有种类的发现为治疗性干预和生物标志物开发提供了更有效的靶点。此外，专利技术人已发现神经元间的tau传播不需要内源性细胞内tau(用于模板错误折叠)，而tau-空白(tau-null)小鼠具有少得多的病理性错误折叠和胶质细胞增生，因此，在一个实施方式中，内源性tau或宿主tau的完全去除产生神经保护作用。例如，专利技术人已示出tau-空白神经元在神经元中缺少Aβ诱导的线粒体内在caspase级联的活化，并随后免受Aβ诱导的树突棘损失和神经退行性变。因此，本文所述多个方面的实施方式涉及包含负责神经元间传播的可溶性HMW tau种类的组合物及其应用。本文还提供了治疗和诊断受试者中的tau相关神经退行性变的方法。在一个方面，本文提供了包含可溶性高分子量(HMW)tau种类的组合物。该组合物中的可溶性HMW tau种类是非纤维状的(non-fibrillar)，具有至少约500kDa的分子量，并且该组合物基本上不含可溶性低分子量(LMW)tau种类。在一些实施方式中，可溶性HMW tau种类可具有至少约669kDa的分子量。在一些实施方式中，可溶性HMW tau种类可具有约669kDa至约1000kDa的分子量。在一些实施方式中，非纤维状可溶性HMW tau种类可处于颗粒的形式。粒径(particle size)可随tau种类的分子量而变化。在一些实施方式中，粒径范围可为约10nm至约30nm。专利技术人已发现，当与未患有AD的对照脑相比较时，AD脑提取物含有显著更高水平的磷酸化可溶性HMW tau种类。因此，在一些实施方式中，组合物中的可溶性HMW tau种类可为磷酸化的。在一些实施方式中，组合物中的可溶性HMW tau种类可为过磷酸化的(hyper-phosphorylated)。可溶性HMW tau种类可溶于水性溶液和/或缓冲溶液。例如，在一些实施方式中，可溶性HMW tau种类可溶于磷酸盐缓冲盐水。在一些实施方式中，可溶性HMW tau种类可溶于生物流体(例如，脑间质液或脑脊液)。在一些实施方式中，与可溶性LMW tau种类的神经元摄取和神经元至神经元的运输相比，可溶性HMW tau种类可优先被神经元摄取并从神经元经轴突运输至突触连接的神经元。与可溶性HMW tau种类的分子量相比，可溶性LMW tau种类具有较低的分子量。在一些实施方式中，可溶性LMW tau种类可具有不超过200kDa的分子量。在一些实施方式中，本文所述的组合物可包含试剂，以适应所选定的应用的需要。例如，在HMW tau被用作抗原来产生抗体的情况中，纯化的可溶性HMW tau可与盐水或磷酸盐缓冲盐水组合。可替代地或另外地，可将HMW tau抗原与佐剂或载体混合或缀合，以增强其抗原性。因此，本文所述的另一方面提供了分离的抗体或其抗原结合部分，所述抗体或其抗原结合部分特异性地结合可溶性高分子量(HMW)tau种类，且不结合可溶性低分子量(LMW)tau种类。HMW tau种类是非纤维状的，具有至少约500kDa的分子量；LMW tau种类具有不超过200kDa的分子量。在一些实施方式中，可溶性HMW tau种类可具有至少约669kDa或更高的分子量。在一些实施方式中，可溶性HMW tau种类可具有约669kDa至约1000kDa的分子量。在一些实施方式中，非纤维状可溶性HMW tau种类可处于颗粒的形式。粒径可随tau种类的分子量而变化。在一些实施方式中，粒径范围可为约10nm至约30nm。在一些实施方式中，分离的抗体或其抗原结合部分可特异性地结合可溶性HMW tau种类的磷酸化形式。在一些实施方式中，分离的抗体或其抗原结合部分可特异性地结合可溶于水性溶液和/或缓冲溶液的可溶性HMW tau种类。例如，在一些实施方式中，分离的抗体或其抗原结合部分可特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含可溶性高分子量(HMW)tau种类的组合物，其中，所述可溶性HMW tau种类是非纤维状的，具有至少约500kDa的分子量；并且其中，所述组合物基本上不含可溶性低分子量(LMW)tau种类。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.13 US 61/915,762;2014.07.30 US 62/030,984;1.一种包含可溶性高分子量(HMW)tau种类的组合物，其中，所述可溶性HMW tau种类是非纤维状的，具有至少约500kDa的分子量；并且其中，所述组合物基本上不含可溶性低分子量(LMW)tau种类。2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述可溶性HMW tau种类具有至少约669kDa的分子量。3.如权利要求1所述的组合物，其中，所述可溶性HMW tau种类具有约669kDa至约1000kDa的分子量。4.如权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中，所述可溶性HMW tau种类处于颗粒的形式。5.如权利要求4所述的组合物，其中，所述颗粒的粒径范围为约10nm至约30nm。6.如权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中，所述可溶性HMW tau种类为磷酸化的。7.如权利要求1-6中任一项所述的组合物，其中，所述可溶性HMW tau种类在磷酸盐缓冲盐水中是可溶的。8.如权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中，与所述可溶性LMW tau种类的神经元摄取和神经元至神经元的运输相比，所述可溶性HMW tau种类优先被神经元摄取并从神经元经轴突运输至突触连接的神经元。9.如权利要求8所述的组合物，其中，所述可溶性LMW tau种类具有不超过200kDa的分子量。10.如权利要求9所述的组合物，所述组合物进一步包含佐剂，所述佐剂用于针对所述可溶性HMW tau种类产生抗体。11.一种分离的抗体或其抗原结合部分，所述分离的抗体或其抗原结合部分特异性地结合可溶性高分子量(HMW)tau种类，且不结合可溶性低分子量(LMW)tau种类，其中，所述HMW tau种类是非纤维状的，具有至少约500kDa的分子量；并且其中，所述LMW tau种类具有不超过200kDa的分子量。12.如权利要求11所述的分离的抗体或其抗原结合部分，所述分离的抗体或其抗原结合部分降低由神经元摄取的所述可溶性HMW tau种类。13.如权利要求11或12所述的分离的抗体或其抗原结合部分，所述分离的抗体或其抗原结合部分降低从神经元经轴突运输至突触连接的神经元的所述可溶性HMW tau种类。14.如权利要求11-13中任一项所述的分离的抗体或其抗原结合部分，其中，所述可溶性HMW tau种类具有至少约669kDa的分子量。15.如权利要求14所述的分离的抗体或其抗原结合部分，其中，所述可溶性HMW tau种类具有约669kDa至约1000kDa的分子量。16.如权利要求11-15中任一项所述的分离的抗体或其抗原结合部分，其中，所述可溶性HMW tau种类处于颗粒的形式。17.如权利要求16所述的分离的抗体或其抗原结合部分，其中，所述颗粒的粒径范围为约10nm至约30nm。18.如权利要求11-17中任一项所述的分离的抗体或其抗原结合部分，其中，所述可溶性HMW tau种类为磷酸化的。19.如权利要求11-18中任一项所述的分离的抗体或其抗原结合部分，其中，所述可溶性HMW tau种类在磷酸盐缓冲盐水中是可溶的。20.一种防止病理性tau蛋白在突触连接的神经元间传播的方法，所述方法包括选择性地降低与突触连接的神经元接触的可溶性HMW tau种类的细胞外水平，其中，所述可溶性HMW tau种类是非纤维状的，具有至少约500kDa的分子量；其中，所述可溶性HMW tau种类的水平降低使得病理性tau蛋白在突触连接的神经元间的传播降低。21.如权利要求20所述的方法，其中，在所述选择性地降低期间，可溶性LMW tau种类的细胞外水平基本上不降低。22.如权利要求20或21所述的方法，其中，通过微透析来选择性地降低所述可溶性HMW tau种类。23.如权利要求20-22中任一项所述的方法，其中，通过使与突触连接的神经元接触的细胞外间隙或流体与所述可溶性HMW tau种类的拮抗剂接触，来选择性地降低所述可溶性HMW tau种类。24.如权利要求23所述的方法，其中，所述HMW tau种类的拮抗剂选自于由以下物质所组成的组：抗体、锌指核酸酶、转录阻抑因子、核酸抑制剂、小分子、适体、基因编辑组合物，以及它们的组合。25.一种降低受试者中的tau相关神经退行性变的方法，所述方法包括选择性地降低经确定患有或有风险患tau相关神经退行性变的受试者的脑中的可溶性HMW tau种类的水平，其中，所述可溶性HMW tau种类是非纤维状的，具有至少约500kDa的分子量；其中，所述可溶性HMW tau种类的水平降低使得tau相关神经退行性变降低。26.如权利要求25所述的方法，其中，在治疗期间，所述受试者中
\t的可溶性LMW tau种类的水平基本上不降低。27.如权利要求25或26所述的方法，其中，所述可溶性HMW tau种类的至少一部分存在于所述受试者的脑间质液中。28.如权利要求25-27中任一项所述的方法，其中，所述可溶性HMW tau种类的至少一部分存在于所述受试者的脑脊液中。29.如权利要求25-28中任一项所述的方法，其中，通过脑微透析来选择性地降低所述受试者的脑中的所述可溶性HMW tau种类。30.如权利要求25-29中任一项所述的方法，其中，通过向所述受试者的脑给予所述可溶性HMW tau种类的拮抗剂，来选择性地降低所述可溶性HMW tau种类。31.如权利要求30所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：布拉德利·海曼，舒克·塔凯达，
申请(专利权)人：通用医疗公司，
类型：发明
国别省市：美国;US