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产生或筛选调节类固醇激素受体的配体的功能性方法技术

技术编号:2583371 阅读:199 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本申请显示了核激素配体激活受体超家族成员维生素D3受体(VDR)与支架蛋白MNAR相互作用的发现。特别是在成骨细胞中,该相互作用导致了VDR、MNAR和酪氨酸激酶家族的Src或PI3激酶形成三元复合物而介导细胞信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供了功能性地设计或通过筛选鉴定维生素D受体(VDR)选择性配体的方法,其中所述的VDR可用于治疗涉及通过VDR发出信号的骨质疏松或其他紊乱。本专利技术涉及如下发现,即VDR与先前证明与其他核激素受体相互作用的支架蛋白MNAR相互作用并且VDR和MNAR间的配体依赖性相互作用导致Src/MAP激酶通路的活化。
技术介绍
核激素受体核激素受体是配体诱导型转录因子超家族,其作为一类参与了基因表达的配体依赖性转录控制。特异配体的结合诱导受体分子的构象变化,从而影响受体与其他转录因子的相互作用并最终影响前起始复合体的形成。这个过程调节基因转录的速率(D.J.Mangelsdorf等人,Cell 1995;83835-9)。核激素受体超家族包括类固醇激素受体、非类固醇激素受体和孤儿受体。糖皮质激素(GR)、盐皮质激素(MR)、孕酮(PR)、雄激素(AR)和雌激素(ER)的受体是典型的类固醇受体的例子。除了类固醇激素受体之外,这个核激素受体超家族还包括非类固醇激素如维生素D3、甲状腺激素和类视黄醇的受体。此外,已经鉴定出一系列的编码所谓“孤儿”受体的核受体样序列。这些孤儿受体在结构上与核激素受体相关,并因此将其归为核激素受体,但是还没有鉴定出假定的配体(Cell 1995,83851-857)。核激素受体超家族结构和功能上的特征在于包括6个不同结构和功能结构域A-F的模块结构。更特别的是,这些受体具有可变的N末端区域(结构域域A/B);然后是位于中心的、高度保守的DNA结合结构域(此后称为DBD;结构域C);可变的铰链区(结构域D);保守的配体结合结构域(此后称为LBD;结构域E)和可变的C末端区域(结构域F,见Cell,见上文)。大小和序列高度可变的N末端区域在超家族的不同成员之间保守性差。受体的该部分参与转录激活的调节。DBD由大约66-70个氨基酸组成并具有DNA结合活性。该结构域引导受体到称为激素应答元件(此后称为HRE)的特异DNA序列,其位于染色体上特异靶基因的转录控制单位之内。类固醇受体,如GR、MR、PR和AR,识别相似的HRE DNA序列,而ER识别不同的DNA HRE序列。类固醇受体结合DNA之后与基础转录机制的成分和序列特异性转录因子相互作用从而调节特异靶基因的表达。LBD位于受体的C末端部分并且主要负责配体结合活性。由此,LBD是识别和结合激素配体所必需的,此外LBD还具有转录激活功能,从而确定了受体的激素应答特异性和选择性。虽然LBD在结构上适度保守,但是其在核激素受体超家族各个成员间的同源性变化很大。当核受体的激素配体进入细胞并被LBD识别时,它会与特异受体蛋白结合,从而引起受体蛋白的变构改变(Cell,见上文)。这种改变的结果是,配体/受体复合体转变成转录激活状态并且因此可以通过DBD的存在以高亲合力结合染色体DNA上的相应HRE。配体/受体复合体以这种方式调节特异靶基因的表达。由该受体家族所获得的多样性来源于它们对不同配体反应的能力。除了调节基因活性以外,激素受体还具有重要的和各种各样的非基因组作用。这种非基因组活性的特征在于,其影响细胞功能如增殖和分化的一些重要信号通路的快速且瞬时激活。更通常地,类固醇激素受体与胚胎发育、成体稳态和器官生理学有关。多种疾病和异常归因于类固醇激素活动的障碍。既然类固醇受体作为激素激活的转录调节物和激素激活的非基因组活性刺激物发挥作用,那么对于修饰这些受体、与这些受体相互作用和调节这些受体的多种方法的深入研究是一个具有极大意义的领域。例如,这些受体的突变和缺陷,以及这些受体的过度刺激和封闭可提供对激素信号转导通路潜在机制的更深认识,从而在广泛多种类固醇受体关联疾病和异常的治疗中提高功效。维生素D3和VDR和细胞调节维生素D3受体(VDR)属于核激素受体超家族。在过去的几年中,支持多种维生素D3(Vit D3)类似物具有快速信号作用的证据越来越多。表明VitD3引起跨细胞膜的钙细胞间运动。Vit D3的典型信号通路利用VDR,VDR是Vit D3靶基因的转录因子。这个通路的作用包括细胞生长和侵袭的抑制。越来越多地认识到,胞质信号通路相似地可以调节生长和分化以及编程性细胞死亡。Vit D3通过上调细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂p27和p21以及抑制细胞周期蛋白D1在G1/S检验点抑制细胞周期。间接的机制包括TGF-β的上调和表皮生长因子受体的下调。Vit D3可间接地通过作用于胰岛素样生长受体和肿瘤坏死因子-α或者更直接地通过Bcl-2家族系统、神经酰胺通路、死亡受体(例如Fas)和应激激活蛋白激酶通路(Jun N末端激酶和p38)诱导编程性细胞死亡。骨质疏松和其他骨紊乱骨的发育和稳态主要由两种不同细胞类型控制成骨细胞和破骨细胞。骨基质由成骨细胞分泌,成骨细胞是位于已存在的骨基质表面的细胞并在其上沉积新的骨层。成熟的破骨细胞为单核细胞/巨噬细胞来源的多核细胞,其重吸收钙化的骨基质。这两种细胞类型的活性通常严密协调以保持生物体骨骼的结构和完整性。然而,调节这两种细胞类型的活性的机制仍不很理解并且很大程度上是未知的。大量疾病和紊乱与异常的骨生长或骨质异常增加或减少有关。例如,石骨症为骨基质的增厚并与使得破骨细胞不能吸收骨的破骨细胞成熟中的缺陷有关(见,例如Kong等人,Nature,1999,397315-323;Soriano等人,Cell 1991,64693-702;Iotsova等人,Nat.Med.1997,31285-1289)。与之相对,骨质疏松是一种特征在于破骨细胞活性增加,造成过度穿孔、易于破碎且愈合缓慢的骨骼的疾病。还已知大量的涉及异常骨生长和重吸收或与之有关的其他疾病和紊乱,这包括例如佩吉特病、成骨不全、纤维性结构不良、低磷酸酯酶症、原发性甲状旁腺功能亢进、关节炎和牙周疾病。此外,位于骨骼内或远离骨骼的多种恶性肿瘤,例如乳腺癌、肺癌、前列腺癌、甲状腺癌和肾癌的骨转移以及恶性肿瘤和多发性骨髓瘤过程中的体液高钙血可诱导骨质溶解。此类疾病和紊乱代表着美国和其他国家的主要公众健康焦点。例如,估计1亿美国人患骨质疏松症,其中80%为女性,而另外1亿人骨质低并因此处于患此病的高风险状态。因此需要可用于(例如在细胞或组织样品中)鉴定如成骨细胞和/或破骨细胞并调节或调整此类细胞活性的方法和组合物。也需要例如通过调整成骨细胞和破骨细胞活性治疗异常骨生长和重吸收相关的疾病和紊乱(包括上述疾病)的方法和组合物。通过本专利技术解决了本领域的这些需要和其他需要。Vit D3和骨改建在成骨细胞中,用Vit D3治疗导致Src和磷脂酶C的活化以及肌醇三磷酸的形成。Vit D3提高TGF-β和TGF-β受体的表达,两者均在骨形成和再吸收的偶联中发挥重要作用并因此维持骨质。Vit D3也与TGF-β受体活化下游的Smad信号系统相互作用。Vit D3对骨改建的局部控制具有重要影响。它对成骨细胞具有抗增殖和促分化作用同时通过刺激破骨细胞的活性和形成在骨再吸收中发挥关键作用。然而与成骨细胞不同,破骨细胞不表达VDR。因此,Vit D3通过控制一些参与调节破骨细胞发生和破骨细胞功能的细胞因子和生长因子的表达间接地调节它们。Vit D3和皮肤在大多数皮肤细胞中检本文档来自技高网...

【技术保护点】
鉴定调节MNAR与维生素D3受体相互作用的配体的方法,其中方法包括:(a)使测试化合物与反应混合物接触,其中所述反应混合物包含:(i)含第五个LXXLL模体的MNAR多肽;和(ii)含配体结合结构域的维生素D3受体多肽,其中反应混合物条件允许MNAR多肽与维生素D3受体多肽结合形成结合复合物;(b)检测在测试化合物存在条件下反应混合物中结合复合物形成的水平;(c)比较测试化合物存在条件下所形成的结合复合物的水平与该测试化合物缺乏条件下所形成的结合复合物的水平,其中在测试化合物存在条件下所形成的结合复合物水平的增加表示测试化合物可为先导化合物。

【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:F巴莱塔G奥唐奈BJ切斯基斯
申请(专利权)人:惠氏公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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