调节应答于基因毒物的细胞因子释放的组合物和方法技术

本发明专利技术公开了以前未知的、应答于基因毒物的细胞因子释放机制，以及以该机制为基础的治疗和诊断的方法和技术。该机制涉及ＤＮＡ－蛋白激酶对损伤ＤＮＡ的识别和随后的能导致细胞因子释放的底物磷酸化。本发明专利技术介绍了调节ＤＮＡ－蛋白激酶活性并因而调节应答于基因毒物的细胞因子释放的方法。本发明专利技术还公开了检测ＤＮＡ－蛋白激酶活性的试验，后者可用于监测这种调节作用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及细胞因子和基因毒物。更具体地说，本专利技术涉及能控制例如调节细胞在应答于接触一种或多种基因毒物时的细胞因子释放的组合物和方法。
技术介绍
A．基因毒物本领域众所周知，基因毒物是能直接或间接导致或诱导DNA损伤的那些化合物或处理如热或辐射。这种损伤可导致突变、细胞周期停止和/或细胞死亡。这种损伤可以是针对核酸碱基或针对糖-磷酸骨架，或者可以是DNA链的单链或双链断裂。突变在发生时，它是DNA序列中的遗传改变，或是能导致细胞功能遗传改变的DNA修饰图谱。基因毒物被发现在环境中为天然组分如紫外线或电离辐射、或食物中的天然污染物如黄曲霉毒素、或人为的污染如香烟或工业烟雾中的苯并芘。基因毒物也可用于药学和健康相关的目的。例如，许多抗癌的放疗和化疗是基因毒物。与此类似，紫外线是人和动物接触最多的基因毒物，它可用于有益的目的如制革。此外，光或电离辐射可与光敏感的药物组合使用，用于皮肤病学和抗癌治疗以及用于血液灭菌。对基因毒物的生物应答之一是细胞周期的停止，从而为进行DNA修复提供足够的时间。这种修复可能成功也可能不成功，它依赖于以下因素细胞中的DNA修复酶的水平、DNA损伤的程度和类型等等。细胞周期的停止在防止由不经修复的细胞分裂导致的遗传物质急性损伤中起重要作用。如果损伤是不可修复的，细胞就启动凋亡应答，即细胞程序性死亡途径。这种能够导致细胞周期停止和/或凋亡的细胞内分子信号的一般过程最近已由P.Herrlich,C.Blattner,A.Kneber,K.Bender和H.Rahmsdorf在“基因表达诱导中的基因毒物的核和非核靶，酵母、啮齿类动物、人和植物中的共有原则”，Biolongical Chemistry，378卷，1217-1229页，1997；和J.Y.J.Wang在“针对DNA损伤的细胞应答”，《当代细胞生物学评论》，10卷，240-247页，1989进行了综述。B．基因毒物的长期影响…DNA的突变基因毒物的长期影响是DNA中的突变，这发生在DNA修复不成功时。这些突变是DNA序列中可遗传的改变，并且是人类致癌过程中的一个基本因素。并不清楚从突变固定即DNA改变的永久建立到癌症发展的所有步骤。多数人类癌症的一个特征是在与基因毒物接触和癌症发展的时间之间有一个长期的、多年的潜伏期。事情的确是这样，尽管突变在接触基因毒物后就迅速固定。被称为肿瘤起始的含有突变细胞的组织的正在进行的改变受到基因毒物诱导的细胞因子的促进，导致肿瘤的出现。C．基因毒物的短期影响…细胞因子的释放基因毒物在动物和人中的一个重要的短期影响是系统性的并涉及组织应答包括红斑、炎症、发烧、抗原特异的免疫抑制和其他生理影响。这些影响由细胞因子介导(综述见T.Luger和T.Schwarz，“上皮细胞来源的细胞因子”，Skin Immune System,J.D.Bos编辑，CRC Press Inc.,Boca Raton,Fla,1990,pp257-291)。本专利技术与这些以细胞因子为基础的针对基因毒物的应答一致。本领域众所周知，细胞因子是大的多种多样的蛋白家族，它们由一个细胞释放，影响其他细胞和/或其自身的活性。细胞因子的水平通常受到对细胞功能干扰的应答的调节，并用来调节与基因毒物接触后组织、器官系统和全部有机体的应答和稳态。已知细胞因子不是单个释放，而是以群体方式释放，从而产生对一种基因毒物应答的特征性名单。例如，由阳光中紫外线(基因毒物)引起的晒伤同时诱导(a)能导致发烧的白介素-1(IL-1)的表达，(b)能活化肝功能的白介素-6(IL-6)，(c)能诱导炎症的肿瘤坏死因子(TNFα)，它能引起局部的抗原特异性的免疫抑制和激活潜伏的病毒，(d)能诱导抑制性T细胞的白介素-10(IL-10)，(e)细胞间粘附分子1(ICAM-1)的短暂降低接着增加，ICAM-1控制淋巴细胞的浸润，以及(f)γ干扰素(IFN-γ)的降低，IFN-γ调节免疫应答以及多种其他细胞分子。至于细胞外信号，最重要的细胞因子是TNFα和IL-1，因为它们不仅能产生它们自身的生理应答，而且能诱导其他远距离的细胞表达细胞因子。控制由基因毒物产生的这种以细胞因子为基础的细胞外信号是本专利技术的主要目的之一。细胞因子作用的最普通的机制是通过它们从一个细胞释放并迁移到其他细胞。但在某些场合，一种细胞因子可通过展示在损伤细胞表面来影响细胞外信号。相应地，用于此处，术语“细胞因子释放”和“细胞因子产生”被用来包括细胞因子从一个细胞实际释放和在细胞表面的细胞外展示一种细胞因子所产生的细胞外信号。这些术语也被用来广泛地包括任何能导致细胞外细胞因子信号增加的细胞机制，包括但不限于一种细胞因子的从头合成、前体加工、细胞内运输、细胞外解离和表面展示。D．本领域对基因毒物作用机制的误解(1)错误的严格二分理论直至今天，本领域的技术人员仍认为，DNA的损伤导致细胞周期的立即停止，后者能导致与基因毒物接触后DNA突变的固定或细胞凋亡应答。这个原理已由L.H.Hartwell和M.B.kastan在“细胞周期控制和癌症”，《科学》266卷，1821-1828页，1994中介绍。另一方面，细胞因子的诱导被认为是细胞膜损伤而产生的结果，即因细胞核移出的靶损伤而产生的结果。该原理已由P.Bamer和M.Karin在“核因子к6慢性炎症疾病中的关键转录因子”《新英格兰医学杂志》336卷，1066-1071页中介绍。如下文的讨论，与本专利技术一致，已经发现这种观点，即在(a)导致细胞内信号的DNA(核)损伤的影响与(b)导致细胞外信号的膜(胞质)损伤之间存在严格的区分，是不正确的。事实上，基因毒物接触造成的DNA损伤也可通过细胞因子的产生而导致细胞外信号。而且，也与本专利技术一致，已经发现通过这种机制产生细胞因子需要DNA的蛋白激酶。结果，基因毒物接触引起的细胞因子产生可通过控制DNA一蛋白激酶的水平和/或活性来控制。这种控制机制是高效的，但以前没有被了解和应用。(2)导致错误的严格二分理论的证据传统上认为细胞因子的诱导仅是因为细胞膜的改变，这种观点的证据非常有力。已经建立了导致能激活细胞因子基因表达的几种蛋白活化的途径。所有这些途径都由位于细胞外膜的蛋白激酶开始，并且这些蛋白激酶多数与一种跨膜蛋白的胞质内部分有关，而这种跨膜蛋白的细胞外部分是一种细胞受体(Y.Devary，R.Gottlieb，T.Smeal和M.Karin在“哺乳动物紫外线应答由Src酪氨酸激酶引发”《细胞》71卷，1081-1091页，1992中综述)。这些蛋白激酶被细胞膜上的事件激活，离开细胞核，活化另外的胞质激酶，后者积聚成基因活化因子如AP-1和NFкB的磷酸化系统。这些修饰或释放的基因活化因子的DNA结合位点通常见于细胞因子编码基因的启动子区域。例如，很多这种结合位点见于TNFα基因的启动子序列，如S.Takashiba,L.Shapira，S.Amar和T.Van Dyke在“人TNFα启动子区域的克隆和分析”《基因》131卷，307-308页，1993中的介绍。因此可以这样假定，这些膜激活因子与其细胞因子基因启动子区域上的结合位点的结合通过这样一种途径，即细胞膜上改变导致细胞因子表达的改变。严格二分理论的进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
对人进行处理以抑制由于接触基因毒物而产生的细胞因子释放的方法，所说的方法包括将一种ＤＮＡ－蛋白激酶抑制剂以足以抑制细胞因接触基因毒物而产生的细胞因子释放的剂量给予所说的人。

【技术特征摘要】
US 1998-2-4 60/0736401．对人进行处理以抑制由于接触基因毒物而产生的细胞因子释放的方法，所说的方法包括将一种DNA-蛋白激酶抑制剂以足以抑制细胞因接触基因毒物而产生的细胞因子释放的剂量给予所说的人。2．权利要求1的方法，其中基因毒物是紫外线。3．权利要求1的方法，其中基因毒物是一种化疗试剂或放疗试剂。4．权利要求1的方法，其中DNA-蛋白激酶抑制剂是纳巴霉素。5．权利要求1的方法，其中DNA-蛋白激酶抑制剂以足以抑制选自白介素-1、白介素-6、肿瘤坏死因子α、白介素-10和细胞间粘附分子1的至少一种细胞因子的释放的剂量进行给药。6．对人进行处理以抑制由于接触基因毒物而产生的细胞因子释放的方法，所说的方法包括将一种DNA-蛋白激酶抑制剂以足以减少至少一种DNA-蛋白激酶的活性并因而抑制细胞因接触基因毒物而产生的细胞因子释放的剂量给予所说的人。7．权利要求6的方法，其中基因毒物是紫外线。8．权利要求6的方法，其中基因毒物是一种化疗试剂或放疗试剂。9．权利要求6的方法，其中DNA-蛋白激酶抑制剂是纳巴霉素。10．权利要求6的方法，其中DNA-蛋白激酶抑制剂以足以减少选自DNA-PK、ATM、ATR和FRAP的至少一种DNA-蛋白激酶的活性的剂量进行给药。11．权利要求6的方法，其中DNA-蛋白激酶抑制剂抑制选自白介素-1、白介素-6、肿瘤坏死因子α、白介素-10和细胞间粘附分子1的至少一种细胞因子的释放。12．修饰一种基因毒物的效果的方法，包括通过调节DNA-蛋白激酶活性来修饰由基因毒物的DNA损伤效果产生的细胞因子释放。13．治疗一种基因毒物的副作用的方法，包括通过调节DNA-蛋白激酶活性来减少细胞因子释放并同时保留基因毒物的DNA损伤效果。14．权利要求13的方法，其中副作用选自皮肤癌、红斑、病毒激活、炎症、发烧、恶心、呕吐、头疼、发冷、异常色素、脱发或其组合。15．减少正在经历移植排斥治疗的病人的至少一种副作用的方法，包括(a)以第一种剂量水平给予一种能抑制移植排斥的化合物；并(b)在病人接触基因毒物时给予另一个剂量的所说化合物，所说化合物是一种DNA-蛋白激酶抑制剂。16．权利要求15的方法，其中化合物是纳巴霉素。17．减少正在经历移植排斥治疗的病人的至少一种副作用的方法，包括(a)给予病人能抑制移植排斥的第一种化合物；并(b)在病人接触基因毒物时给予病人第二种能抑制移植排斥的化合物，所说的第二种化合物是一种DNA-蛋白激酶抑制剂。18．权利要求17的方法，其中第一种化合物是环孢霉素A。19．权利要求17的方法，其中第二种化合物是纳巴霉素。20．进行移植排斥治疗的方法，包括对需要这种治疗的病人以足以抑制因接触基因毒物而产生的细胞因子释放的剂量给予一种能抑制移植排斥的化合物，所说的化合物是一种DNA-蛋白激酶抑制剂。21．权利要求20的方法，其中化合物是纳巴霉素。22．进行移植排斥治疗的方法，包括对需要这种治疗的病人以足以同时控制移植排斥和抑制因接触基因毒物而产生的细胞因子释放的剂量给予一种化合物，所说的化合物是一种DNA-蛋白激酶抑制剂。23．权利要求22的方法，其中化合物是...

【专利技术属性】
技术研发人员：DB亚罗斯，
申请(专利权)人：应用遗传学及皮肤学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]