钠离子通道Nav1.6的抑制剂BmKIT2及其应用制造技术

本发明专利技术为钠离子通道Nav1.6的抑制剂BmK IT2及其应用，提供了一种蝎毒多肽BmK IT2及其活性片段、或其药学上可接受的盐的用途，用于制备一制剂或组合物，所述制剂或组合物用于：(i)选择性抑制电压门控钠通道Nav1.6亚型活性；(ii)抑制Nav1.6介导的钠电流(INa)；和/或(iii)示踪Nav1.6高表达的细胞。本发明专利技术首次经实验证实BmK IT2是具有抑制哺乳动物Nav1.6功效的多肽类物质之一，可作为钠离子通道Nav1.6的选择性抑制剂进行开发和应用。的选择性抑制剂进行开发和应用。

【技术实现步骤摘要】
钠离子通道Nav1.6的抑制剂BmK IT2及其应用


[0001]本专利技术涉及生物医药领域，具体地涉及一种钠离子通道Nav1.6的新型抑制剂BmK IT2及其应用。

技术介绍

[0002]电压门控钠通道(VGSCs)是一种古老的在脊椎和无脊椎动物中广泛分布的通道类型。其作为兴奋性神经元动作电位产生与传导的关键元件，可成为多种神经疾病的治疗靶点，包括癫痫、偏头痛、神经退行性疾病和神经性疼痛。VGSCs家族由一个可形成孔道的α亚基(260KDa)和一个或数个辅助β亚基(30
‑
40KDa)组成。编码哺乳动物钠通道α亚基家族的亚型主要为(Nav1.1
‑
9，Na
x
)，每个α亚基是由4个高度同源结构域(DI
‑
DIV)组成，每个结构域含有六个跨膜α螺旋片段(S1
‑
S6)。β亚基家族含有4个不同的β亚基(β1
‑
4)，可通过胞外部分的单跨膜蛋白N端与α亚基作用，调节钠通道的电压依赖性以及门控特性。此外，VGSCs通常具有三个状态：静息关闭态、开放态和失活关闭态。钠通道可随着细胞膜局部的电位变化来改变自身的状态，使得VGSCs始终处于三种状态相互变构的动态平衡中。
[0003]在长期的生物进化过程中，VGSCs成为众多外源性调制剂(包括神经毒素、杀虫剂和局麻药等)特异性作用的靶受体。它们通过调节钠通道的电生理动力学参数，影响动作电位的发放。目前在钠通道上至少鉴定了七个神经毒素受体位点，依据分子结构和对钠通道的作用方式，可将神经毒素分为三大类：1)阻滞钠电导的毒素(TTX、石房蛤毒素(STX)和μ
‑
芋螺毒素)，它们通过结合于VGSCs孔道胞外口的受体位点1，堵塞孔道，阻断钠离子通透；2)易化通道激活并抑制通道失活的脂溶性毒素，依据通道受体位点不同可分为：结合孔道胞外口的受体位点2毒素(如树蛙毒素、藜芦碱和乌头碱等)和结合受体位点5毒素(如鞭毛毒素和西加毒素)；3)结合在钠通道的电压感受器(S4)胞外区域的多肽类毒素，它们可通过结合位点3毒素(海葵毒素、α
‑
蝎神经毒素等)和位点4毒素(β
‑
蝎神经毒素、蜘蛛毒素等)，达到延缓钠通道失活或者易化钠通道激活的作用。
[0004]为了适应机体的复杂特性，脊椎动物钠通道家族成员在组织分布和功能特性等方面也呈现出多样性。依据分布特性可分为在中枢神经系统表达的Nav1.1、Nav1.2、Nav1.3和Nav1.6，在骨骼肌和心脏中分别表达的Nav1.4和Nav1.5，以及在周围神经系统表达的Nav1.7、Nav1.8和Nav1.9。对于在中枢神经系统表达的钠通道亚型而言，Nav1.1特异性分布在小脑、海马和脊髓等神经元胞体，Nav1.2则集中分布在大脑皮层神经元轴突，与Nav1.1形成互补特性，无论是Nav1.1还是Nav1.2，发生基因突变均会引起热惊厥。Nav1.3则主要位于神经元胞体，在发育早期的中枢神经系统表达，成年动物中几乎检测不到，功能缺失型突变则会增加其癫痫易感性。
[0005]本专利技术涉及的Nav1.6在成年大鼠的中枢神经系统中分布最为丰富，同时在外周和中枢神经系统均有高度表达。对于SCN8A缺失型突变，其在皮层兴奋性神经元中表达量降低会减少惊厥发作；反之，增加其在丘脑网状核(RT)的表达量则会引起失神发作。在相关的动力学研究中发现，在与β亚基共表达的情况下，Nav1.6与Nav1.1和Nav1.2具有相似的电压依
赖性及失活动力学，但Nav1.6还能产生持续的钠电流。资料表明，癫痫患者中Nav1.6的蛋白表达增加会使钠通道失活率降低、复活速度加快及钠电流(INa)增加，提高神经元的兴奋性，导致难治性癫痫的发生，其中由Nav1.6介导的钠电流(INa)被认为与难治性癫痫的发生密切相关。Smith等人在研究中发现，持续性钠电流的增加可显著的促进钠通道的重复激活和神经元超兴奋性，表现出癫痫样发放。当Nav1.6与β1亚基共表达时，会促使钠离子内流(INa)增加，钠通道激活的速度加快，提高神经元的兴奋性，诱发癫痫的发生。而皮层锥体细胞Nav1.6数量减少，则会引起持续性钠离子内流减少，动作电位的波幅降低，神经传导速度减慢。此外，SCN8A突变可引发运动终板疾病(motor end plate disease,MED)，导致肌肉震颤、后肢麻痹、浦肯野细胞退化以及幼年动物死亡小鼠。由此可见，Nav1.6功能增强或突变均会导致神经系统等相关疾病的发生。
[0006]东亚钳蝎(BmK)广泛分布于我国西北地区。中药全蝎为BmK的干燥体，临床用于治疗神经性疾病，如疼痛、癫痫和偏瘫等神经系统疾病。神经毒素被认为是全蝎主要的活性成分。按照长度的不同，主要分为作用于电压门控钠通道的长链肽和作用于电压门控钾通道的短链肽。其中分离获得的长链神经毒素对钠通道有不同的调节作用。基于对VGSC门控上受体位点的药理作用和结合能力，长链毒素可进一步分为两类:α
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蝎毒素，其结合受体位点3，可抑制VGSC的快速失活；β
‑
蝎毒素与位点4结合，降低了电流振幅，并改变了激活阈值，使之成为更负的膜电位。
[0007]BmK IT2作为一种β型抑制剂神经毒素，由61个氨基酸残基组成，对昆虫具有强松弛麻痹效应，但对哺乳动物无明显毒性。前期针对BmK IT2的研究，主要集中在其干预自发痛及痛觉过敏的作用，当外周注射BmK IT2时，发现IT2在不同的痛觉模型中产生显著的抗痛觉作用。其抗外周伤害效应的机制则是对背根神经节神经元(dorsal root gangl ion，DRG)钠电流的选择性抑制。但对于BmK IT2的其他作用目前鲜有报道。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种高特异性作用于钠离子通道Nav1.6的抑制剂BmK IT2及其在疾病治疗中的应用。
[0009]本专利技术的第一方面，提供了一种蝎毒多肽BmK IT2及其活性片段、或其药学上可接受的盐的用途，用于制备一制剂或组合物，所述制剂或组合物用于：(i)选择性抑制电压门控钠通道Nav1.6亚型活性；(ii)抑制Nav1.6介导的钠电流(INa)；和/或(iii)示踪Nav1.6高表达的细胞。
[0010]在另一优选例中,所述蝎毒多肽BmK IT2包括天然的或人工合成的蝎毒多肽BmK IT2。
[0011]在另一优选例中，所述蝎毒多肽BmK IT2包括重组表达的或化学合成的蝎毒多肽BmK IT2。
[0012]在另一优选例中，所述蝎毒多肽BmK IT2是在大肠杆菌中重组表达的。
[0013]在另一优选例中，所述蝎毒多肽BmK IT2的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0014]在另一优选例中，所述蝎毒多肽BmK IT2包括在保持其多肽活性范围内，在序列SEQ ID NO:1的基础上进行一个或多个氨基酸的替换、缺失、或插入所得到的氨基酸序列。
[0015]在另一优选例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蝎毒多肽BmK IT2及其活性片段、或其药学上可接受的盐的用途，其特征在于，用于制备一制剂或组合物，所述制剂或组合物用于：(i)选择性抑制电压门控钠通道Nav1.6亚型活性；(ii)抑制Nav1.6介导的钠电流(INa)；和/或(iii)示踪Nav1.6高表达的细胞。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述蝎毒多肽BmK IT2包括天然的或人工合成的蝎毒多肽BmK IT2。3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述蝎毒多肽BmK IT2的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述蝎毒多肽BmKIT2包括在保持其多肽活性范围内，在序列SEQ ID NO:1的基础上进行一个或多个氨基酸的替换、缺失、或插入所得到的氨基酸序列。5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述的“多肽活性”是指选择性抑制电压门控钠通道Nav1.6亚型的活性。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶杰，朱宇丹，瞿东晓，肖倩，程记伟，李国毅，
申请(专利权)人：上海市普陀区中心医院，
类型：发明
国别省市：