成纤维细胞生长因子21(FGF21)基因治疗制造技术

本文描述了一种基因构建体，其包含编码成纤维细胞生长因子21(FGF21)的核苷酸序列，用于治疗和/或预防代谢紊乱，其中所述治疗涉及基因构建体在中枢神经系统(CNS)中的表达。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成纤维细胞生长因子21(FGF21)基因治疗
技术介绍
糖尿病的患病率正以惊人的速度增长，并且是世界范围内的主要健康问题。肥胖与胰岛素抵抗和2型糖尿病(T2D)密切相关(Moller,D.E.,和Flier,J.S.,1991.N.Engl.J.Med.325:938-948)。T2D和肥胖都增加了死亡风险(Peeters,A.etal.,2003.Ann.Intern.Med.138:24-32)，也增加了高发病率的慢性疾病的风险，包括心血管疾病、高血压和某些类型的癌症(Haslam,D.W.etal.,2005,Lancet.366,1197–1209；Roberts,D.L.etal.,2010,Annu.Rev.Med.61,301–316)。胰岛素抵抗和肥胖相关疾病随后与预期寿命缩短和生活质量下降有关。现在已公认，肥胖期间，在外周组织(例如脂肪组织、肝脏或骨骼肌)中存在慢性轻度炎症，可能引起代谢功能障碍，包括胰岛素抵抗的发展(Valdearcos,M.etal.,2015,Annu.Rev.Physiol.77,131-160；Hotamisligil,G.S.etal.,2017,Nature.542,177-185)。最近，越来越多的文献表明，肥胖和胰岛素抵抗也与脑部炎症有关(Guillemot-Legris,O.etal.,2017,TrendsNeurosci.40,237-253；Beilharz,J.E.etal.,2016,Behav.BrainRes.306,1-7)。此外，肥胖和胰岛素抵抗不仅与神经炎症有关，而且还与动物模型和人类的认知功能缺陷有关(Guillemot-Legris,O.etal.,2017,TrendsNeurosci.40,237-253)。成纤维细胞生长因子21(FGF21)是一种主要由肝脏分泌的生长因子，也是脂肪组织和胰腺分泌的一种生长因子(Muise,E.S.etal.,2008.Mol.Pharmacol.74:403-412)，已显示增加棕色脂肪组织(BAT)的生长以及BAT和白色脂肪组织(WAT)中产热基因的表达，刺激能量消耗(Coskun,T.etal.,2008.Endocrinology149:6018-6027；Fisher,F.M.etal.,2012.GenesDev.26:271-281；Kharitonenkov,A.etal.,2005.J.Clin.Invest115:1627-1635；Konishi,M.etal.,2000.J.Biol.Chem.275:12119-12122；Tomlinson,E.etal.,2002.Endocrinology143:1741-1747；Xu,J.etal.,2009.Diabetes58:250-259)。天然FGF21蛋白表现出较差的药代动力学特征。它的半衰期短，并且易于体内蛋白水解降解和体外聚集(Huang,J.etal.,2013.JPharmacolExpTher.346(2):270-80；So,W.Y.andLeung,P.S.2016.MedResRev.36(4):672-704；Zhang,J.andLi,Y.2015..FrontEndocrinol(Lausanne)6:168)。已经开发出各种改造方法来延长FGF21的半衰期并改善FGF21的稳定性和溶解性。目前，正在人类中测试两种工程化的FGF21模拟物(LY2405319和PF-05231023)。然而，那些FGF21模拟物需要多次施用，这给患者带来了很大的负担。此外，工程化FGF21模拟物/类似物可能比天然FGF21具有更高的免疫原性风险，例如用LY2405319治疗的患者出现注射部位反应、抗药物抗体和严重的超敏反应(Gaich,G.etal.,2013.CellMetab.18(3):333-40)。因此，通过单次施用本专利技术的载体提供的长期有效表达代表了相对于其他疗法的显著优势。鉴于神经炎症似乎在糖尿病和肥胖症中观察到的认知功能下降以及全身能量和葡萄糖代谢中发挥着重要作用，解决中枢神经系统(CNS)炎症的新治疗方法可能具有引人注目的重要性。最近的研究表明，FGF21周围代谢作用的确可能由中枢神经系统，尤其是下丘脑的FGF21信号传导介导，下丘脑的调控全身能量代谢的主要部位(D.A.Sarrufetal.,Diabetes.59,1817-1824(2010)；A.L.Bookoutetal.,Nat.Med.19,1147–1152(2013)；B.M.Owenetal.,CellMetab.20,670–677(2014)；N.Dourisetal.,Endocrinology.156,2470–2481(2015)。
本文的方面涉及医学领域，其包含用于治疗哺乳动物，尤其是人类中的代谢紊乱的基因治疗组合物。专利技术简述在第一方面，提供了一种用于治疗的基因构建体，其包含编码成纤维细胞生长因子21(FGF21)的核苷酸序列，其中所述治疗涉及基因构建体在中枢神经系统(CNS)中，优选在脑中，更优选在下丘脑中表达。在一些实施方案中，提供了一种基因构建体，其包含编码成纤维细胞生长因子21(FGF21)的核苷酸序列，用于治疗代谢紊乱，其中所述治疗涉及基因构建体在中枢神经系统(CNS)，优选在脑中，更优选在下丘脑和/或皮质和/或海马和/或小脑和/或嗅球中，最优选在下丘脑中表达。优选地，编码FGF21的核苷酸序列可操作地连接至遍在启动子。在优选的实施方案中，遍在启动子选自CAG启动子和CMV启动子组成的组，优选地，其中所述遍在启动子是CAG启动子。优选地，编码FGF21的核苷酸序列可操作地连接至遍在启动子和在组织中表达的microRNA的至少一个靶序列，在所述组织中，希望防止FGF21的表达。优选地，microRNA的至少一个靶序列选自与在哺乳动物的心脏和/或肝脏中表达的microRNA结合的那些靶序列。更优选地，编码FGF21的核苷酸序列可操作地连接至遍在启动子和在肝脏中表达的microRNA的至少一个靶序列和在心脏中表达的microRNA的至少一个靶序列。优选地，在心脏中表达的microRNA的靶序列选自SEQIDNO：13和21-25，在肝脏中表达的microRNA的靶序列选自SEQIDNO：12和14-20。更优选地，基因构建体包含microRNA-122a的靶序列和microRNA-1的靶序列。优选地，遍在启动子选自由CAG启动子和CMV启动子组成的组，优选地，其中所述遍在启动子是CAG启动子。优选地，编码FGF21的核苷酸序列选自由以下组成的组：(a)编码多肽的核苷酸序列，所述多肽包含与SEQIDNO：1、2或3的氨基酸序列具有至少60％的序列同一性的氨基酸序列；(b)核苷酸序列，其与SEQIDNO：4、5、6、7、8、9、10或11的核苷酸序列具有至少60％的序列同一性；和(c)核苷酸序列，其序列由于遗传密码本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基因构建体，其包含编码成纤维细胞生长因子21(FGF21)的核苷酸序列，用于治疗和/或预防代谢紊乱，其中所述治疗涉及基因构建体在中枢神经系统(CNS)，优选在脑中，更优选在下丘脑和/或皮质和/或海马和/或小脑和/或嗅球中，最优选在下丘脑中的表达。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181126 EP 18382857.31.基因构建体，其包含编码成纤维细胞生长因子21(FGF21)的核苷酸序列，用于治疗和/或预防代谢紊乱，其中所述治疗涉及基因构建体在中枢神经系统(CNS)，优选在脑中，更优选在下丘脑和/或皮质和/或海马和/或小脑和/或嗅球中，最优选在下丘脑中的表达。


2.根据权利要求1使用的基因构建体，其中，编码FGF21的核苷酸序列与遍在启动子可操作地连接。


3.根据权利要求1或权利要求2使用的基因构建体，其中，遍在启动子选自由CAG启动子和CMV启动子组成的组，优选地，其中所述遍在启动子是CAG启动子。


4.根据权利要求1-3中任一项使用的基因构建体，其中所述基因构建体包含在希望防止FGF21表达的组织中表达的microRNA的至少一个靶序列。


5.根据权利要求1-4中任一项使用的基因构建体，其中所述microRNA的至少一个靶序列选自与在哺乳动物的心脏和/或肝脏中表达的microRNA结合的那些靶序列。


6.根据权利要求1-5中任一项使用的基因构建体，其中编码FGF21的核苷酸序列可操作地连接至遍在启动子和在肝脏中表达的microRNA的至少一个靶序列和在心脏中表达的microRNA的至少一个靶序列。


7.根据权利要求5或6使用的基因构建体，其中在心脏中表达的microRNA的靶序列选自SEQIDNO：13和21-25，在肝脏中表达的microRNA的靶序列选自SEQIDNO：12和14-20。


8.根据权利要求5-7中任一项使用的基因构建体，其中所述基因构建体包含microRNA-122a的靶序列和microRNA-1的靶序列。


9.根据权利要求1-8中任一项使用的基因构建体，其中，编码FGF21的核苷酸序列选自由以下组成的组：
(a)编码多肽的核苷酸序列，所述多肽包含与SEQIDNO：1、2或3的氨基酸序列具有至少60％的序列同一...

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽亚·法蒂玛·博世图伯特，伊维特·埃里亚斯普伊格多梅内克，维罗妮卡·希门尼斯坎扎诺，阿尔伯特·里贝拉桑切斯，伊格纳西·格拉斯科斯塔，
申请(专利权)人：巴塞罗那自治大学，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES