本发明涉及生物,具体地,本发明涉及一种嵌合蛋白在抗衰老中的应用。
背景技术:
1、细胞衰老是指细胞功能下降、增殖能力减弱、结构和代谢失调等现象。衰老细胞停滞于一定的细胞周期中,这种状态下增殖细胞会对促生长刺激产生耐受。细胞衰老通常由dna损伤所引起,出现一系列代谢和形态学上的变化,其中包括细胞核体积的增大、细胞器的紊乱、染色质固缩,以及表观遗传表述的改变。细胞衰老与多种病理生理过程密切相关,例如阿尔茨海默病、白内障等。活性氧(reactive oxygen species,ros)是促进细胞衰老的重要原因之一,ros在正常代谢和氧化应激过程中产生,可以造成蛋白质、核酸、脂质等大分子的氧化损伤,导致细胞代谢功能下降、dna损伤积累等现象。
2、线粒体是真核细胞内负责能量代谢、产热、细胞死亡、离子及代谢底物稳态的内共生细胞器。线粒体是细胞活性氧产生的主要场所,在静息状态下大约有0.2%的氧气转化为活性氧。ros的产生与线粒体膜电势有关,膜电势需要维持在一定的水平,太高或者太低都可能导致ros增加或线粒体功能受损。不同水平ros可以导致细胞不同的命运,轻微水平的ros导致的氧化磷酸化功能下降,线粒体可以通过融合使损伤的mtdna或蛋白质与正常线粒体互补;中度的ros可以导致质子漏,线粒体膜电压下降,诱导线粒体的选择性降解,从而避免损伤的线粒体伤害整个细胞;过度的自由基超出细胞内抗氧细胞清除的能力,导致线粒体中酶的活性下降,从而使ros进一步增加和积累,线粒体内膜上的通透性转换孔的开放,线粒体膨大,细胞色素c从膜间隙释放到胞质,从而启动线粒体介导的细胞凋亡。
3、抗氧化剂如维生素c、维生素e在早期的报道中被认为能够清除自由基从而延缓衰老,然而近年来越来越多的报道指出过量使用抗氧化会产生相反的结果,导致癌症的发病率增加并且减少寿命。细胞内生理范围水平的ros在基因转录、代谢及信号转导、参与应激反应、免疫、发育等过程都具有重要作用。
4、光疗法早在古埃及和古印度就被用来治疗创伤和皮肤疾病。现代光疗法被广泛应用于治疗皮肤疾病如寻常性狼疮、银屑病、白癜风等以及神经系统疾病,如多发性硬化及视网膜病。近年来,近红外(nir)被用来治疗阿尔兹海默症和帕金森氏症。近红外照射能够提高三磷酸腺苷(atp)的含量,降低β-淀粉样蛋白的沉积,减轻帕金森氏症的运动障碍和阿尔兹海默症的认知障碍。然而,近红外(nir)治疗仍然处于临床前阶段并且对晚期神经退行性疾病作用有限。近年来,随着光遗传学的发展,拓宽了我们对于传统光疗法的认知。光遗传学在近年来被成功用来治疗视觉障碍和神经精神性疾病。然而利用光遗传学通过影响线粒体而实现抗衰老仍鲜有报道。
5、因此,本领域迫切需要开发一种抗衰老的新方法。
技术实现思路
1、本发明提供了一种抗衰老的新方法。
2、本发明的第一方面提供了一种嵌合蛋白、或其编码多核苷酸、或其促进剂的用途,用于制备一组合物或制剂,所述组合物或制剂用于抗衰老,所述嵌合蛋白为gpr蛋白突变体,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的选自下组的一个或多个跨膜区发生替换:
3、4-5号跨膜区;和/或
4、4-6号跨膜区;和/或
5、1-2号跨膜区。
6、在另一优选例中,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的4-5号跨膜区被apr蛋白的第4-5号跨膜区替换。
7、在另一优选例中,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的4-6号跨膜区被apr蛋白的4-6号跨膜区替换。
8、在另一优选例中,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的1-2号跨膜区被apr蛋白的1-2号跨膜区替换。
9、在另一优选例中,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的4-5号跨膜区的第114-165位发生替换。
10、在另一优选例中,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的4-6号跨膜区的第114-195位发生替换。
11、在另一优选例中,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的1-2号跨膜区的第33—91位发生替换。
12、在另一优选例中,所述apr蛋白的第4-5号跨膜区对应于登录号为wp_014952819的蛋白序列的第120-170位。
13、在另一优选例中,所述apr蛋白的第4-6号跨膜区对应于登录号为wp_014952819的蛋白序列的第120-201位。
14、在另一优选例中,所述apr蛋白的第1-2号跨膜区对应于登录号为wp_014952819的蛋白序列的第38-96位。
15、在另一优选例中,所述嵌合蛋白包含从n端到c端的式i结构:
16、z1-z2-z3(i)
17、式中,z1为gpr蛋白的第一跨膜区;
18、z2为apr蛋白的跨膜区;
19、z3为gpr蛋白的第二跨膜区;
20、其中,各“-”独立地为连接肽或肽键。
21、在另一优选例中,所述z1元件对应于登录号为af349993_1的蛋白序列的第1-114位。
22、在另一优选例中,所述z2元件对应于登录号为wp_014952819的蛋白序列的第120-170位或120-201位。
23、在另一优选例中,所述z3元件对应于登录号为af349993_1的蛋白序列的第166-249位或196-249位。
24、在另一优选例中,所述嵌合蛋白包含从n端到c端的式iv结构:
25、p0-p1-p2(iv)
26、式中,
27、p0为任选的gpr蛋白的信号肽;
28、p1为apr蛋白的跨膜区;
29、p2为gpr蛋白的跨膜区;
30、其中,各“-”独立地为连接肽或肽键。
31、在另一优选例中,所述p0元件对应于登录号为af349993_1的蛋白序列的第1-32位。
32、在另一优选例中,所述p1元件对应于登录号为wp_014952819的蛋白序列的第38-96位。
33、在另一优选例中,所述p2元件对应于登录号为af349993_1的蛋白序列的第92-249位。
34、在另一优选例中,所述嵌合蛋白选自下组:
35、(a)具有seq id no:1或3或5所示氨基酸序列的多肽;
36、(b)具有与seq id no:1或3或5所示氨基酸序列≥80%同源性(优选地,≥90%的同源性;等优选地≥95%的同源性;最优选地,≥97%的同源性,如98%以上,99%以上)的多肽,且所述多肽具有线粒体定位及质子泵活性;
37、(c)将seq id no:1或3或5中任一所示氨基酸序列经过1-15个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的,且具有线粒体定位及质子泵活性的衍生多肽。
38、在另一优选例中,所述嵌合蛋白的氨基酸序列如seq id no:1或3或5所示。
39、在另一优选例中,所述嵌合蛋白包括野生型嵌合蛋白和突变型嵌合蛋白。
40、在另一优选例中,所述的突变型嵌合蛋白在gpr蛋白突变体的对应于seq id no.:1的选自下组的一个或多个与线粒体定位和质子泵活性相关的核心氨基酸发生突变:
41、第196位甘氨酸(g);和/或
42、第137位甘氨酸(g)。
43、在另一优选例中,所述第196位甘氨酸(g)突变为丝氨酸(s);和/或
44、第137位甘氨酸(g)突变为苏氨酸(t)。
45、在另一优选例中,所述突变型嵌合蛋白的氨基酸序列如seq id no.:7所示。
46、在另一优选例中,所述促进剂选自下组:小分子化合物、表达嵌合蛋白的核酸构建物、或其组合。
47、在另一优选例中,所述表达嵌合蛋白的核酸构建物包括嵌合蛋白编码多核苷酸和表达嵌合蛋白的载体。
48、在另一优选例中,所述载体包括病毒载体和非病毒载体。
49、在另一优选例中,所述病毒载体选自下组:腺相关病毒载体、慢病毒载体、或其组合。
50、在另一优选例中,所述非病毒载体包括质粒、稳转细胞系、干细胞。
51、在另一优选例中,所述嵌合蛋白具有线粒体定位及质子泵活性。
52、在另一优选例中,所述组合物或制剂还用于选自下组的一种或多种用途:
53、(a)降低细胞内的氧化损伤;
54、(b)降低细胞内的双链dna断裂;
55、(c)延长线虫寿命。
56、在另一优选例中,所述嵌合蛋白为光激活的蛋白。
57、在另一优选例中,利用环境光、外置发光二极管(led)、激光或其他适合的光源对嵌合蛋白进行激活。
58、在另一优选例中,所述光激活指用波长400-700nm,较佳地,500-550nm,比如530nm的绿光持续照明。
59、在另一优选例中,所述光激活的照度为100-10000勒克斯,较佳地,500-5000勒克斯,比如1000勒克斯。
60、在另一优选例中,所述光激活每天进行12-24h,光照0.5-5秒,间隔0.5-5秒,光照频率为0.1-10hz。
61、在另一优选例中,所述光激活每天连续进行24h,光照900毫秒,间隔1秒,光照频率为1hz。
62、本发明第二方面提供了一种药物组合物,包括:
63、(a1)用于抗衰老的第一活性成分,所述第一活性成分包括:嵌合蛋白、或其编码多核苷酸、或其促进剂,所述嵌合蛋白为gpr蛋白突变体,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的选自下组的一个或多个跨膜区发生替换:
64、4-5号跨膜区;和/或
65、4-6号跨膜区;和/或
66、1-2号跨膜区;
67、(a2)任选的,用于抗衰老的第二活性成分,所述第二活性成分包括:其他的用于抗衰老的药物;和
68、(b)药学上可接受的载体。
69、在另一优选例中,所述促进剂选自下组:小分子化合物、表达嵌合蛋白的核酸构建物、或其组合。
70、在另一优选例中,所述表达嵌合蛋白的核酸构建物包括嵌合蛋白编码多核苷酸和表达嵌合蛋白的载体。
71、在另一优选例中,所述载体包括病毒载体和非病毒载体。
72、在另一优选例中,所述病毒载体选自下组:腺相关病毒载体、慢病毒载体、或其组合。
73、在另一优选例中,所述的药物组合物中,所述组分(a1)占所述药物组合物总重量的1-99wt%,较佳地10-90wt%,更佳地30-70wt%。
74、在另一优选例中,所述的药物组合物中,所述组分(a2)占所述药物组合物总重量的1-99wt%,较佳地10-90wt%,更佳地30-70wt%。
75、在另一优选例中,所述第一活性成分和第二活性成分的重量比为1:100至100:1,较佳地为1:10至10:1。
76、在另一优选例中,所述其他的用于抗衰老的药物包括维生素c、维生素e。
77、在另一优选例中,所述药物组合物中可以是单一化合物,也可以是多个化合物的混合物。
78、在另一优选例中,所述的药物组合物用于制备用于抗衰老的药物或制剂。
79、在另一优选例中,所述的药物剂型为口服给药或非口服给药剂型。
80、在另一优选例中,所述的口服给药剂型是片剂、散剂、颗粒剂或胶囊剂,或乳剂或糖浆剂。
81、在另一优选例中,所述的非口服给药剂型是注射剂或针剂。
82、在另一优选例中,所述的活性成分(a1)和活性成分(a2)的总含量为组合物总重的1~99wt%,更佳地为5~90wt%。
83、本发明第三方面提供了一种药盒,包括:
84、(i)第一容器,以及位于该第一容器中的活性成分(a1)嵌合蛋白、或其编码多核苷酸、或其促进剂,或含有活性成分(a1)的药物,所述嵌合蛋白为gpr蛋白突变体,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的选自下组的一个或多个跨膜区发生替换:
85、4-5号跨膜区;和/或
86、4-6号跨膜区;和/或
87、1-2号跨膜区;
88、(ii)任选的第二容器,以及位于该第二容器中的活性成分(a2)其他的用于抗衰老的药物,或含有活性成分(a2)的药物。
89、在另一优选例中,所述的第一容器和第二容器是相同或不同的容器。
90、在另一优选例中,所述的第一容器的药物是含嵌合蛋白、或其编码多核苷酸、或其促进剂的单方制剂。
91、在另一优选例中,所述的第二容器的药物是含其他的用于抗衰老的药物的单方制剂。
92、在另一优选例中,所述药物的剂型为口服剂型或注射剂型。
93、在另一优选例中,所述试剂盒还含有说明书,所述说明书中记载了给予活性成分(a1),或联合给予活性成分(a1)和活性成分(a2)从而用于抗衰老的说明。
94、在另一优选例中,所述含有活性成分(a1)嵌合蛋白或含有(a2)其他的用于抗衰老的药物的制剂的剂型分别包括胶囊、片剂、栓剂、或静脉注射剂。
95、本发明第四方面提供了一种本发明第二方面所述的药物组合物或本发明第三方面所述药盒的用途,用于制备用于抗衰老的药物。
96、本发明第五方面提供了一种抗衰老的方法,包括步骤:
97、给需要的对象,施用嵌合蛋白、或其编码多核苷酸或其促进剂、或本发明第二方面所述的药物组合物、或本发明第三方面所述的药盒,所述嵌合蛋白为gpr蛋白突变体,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的选自下组的一个或多个跨膜区发生替换:
98、4-5号跨膜区;和/或
99、4-6号跨膜区;和/或
100、1-2号跨膜区。
101、在另一优选例中,所述的施用包括口服、注射。
102、在另一优选例中,所述的对象包括人或非人哺乳动物。
103、在另一优选例中,所述非人哺乳动物包括啮齿动物和灵长目动物,优选小鼠、大鼠、兔、猴。
104、在另一优选例中,所述的嵌合蛋白以单体和/或二聚体形式施用。
105、在另一优选例中,所述方法在光照下进行。
106、在另一优选例中,所述嵌合蛋白的施用频率为每周连续1-7天,较佳地,每周连续2-5天,更佳地,每周连续2-3天。
107、在另一优选例中,所述嵌合蛋白的施用时间为1-20周,较佳地,2-12周,更佳地,4-8周。
108、在另一优选例中,所述嵌合蛋白的施用包括光激活。
109、在另一优选例中,所述光激活包括利用环境光、外置发光二极管(led)、激光或其他适合的光源对嵌合蛋白进行激活。
110、在另一优选例中,所述光激活为用波长400-700nm,较佳地,500-550nm,比如530nm的绿光持续照明。
111、在另一优选例中,所述光激活的照度为100-10000勒克斯,较佳地,500-5000勒克斯,比如1000勒克斯。
112、在另一优选例中,所述光激活每天进行12-24h,光照0.5-5秒,间隔0.5-5秒,光照频率为0.1-10hz。
113、在另一优选例中,所述光激活每天连续进行24h,光照900毫秒,间隔1秒,光照频率为1hz。
114、本发明第六方面提供了一种筛选用于抗衰老的候选药物的方法,包括步骤:
115、(a)在测试组中,在培养体系中,在测试物质的存在下,培养表达嵌合蛋白的细胞一段时间t1,检测测试组所述培养体系中的嵌合蛋白的表达量e1和/或活性a1;
116、并且在不存在所述测试物质且其他条件相同的对照组中,检测对照组所述培养体系中嵌合蛋白的表达量e2和/或活性a2;
117、(b1)对e1和e2进行比较,如果e1显著高于e2,则表示所述测试物质是用于抗衰老的候选药物;和/或
118、(b2)对a1和a2进行比较,如果a1显著高于a2,则表示所述测试物质是用于抗衰老的候选药物;
119、所述嵌合蛋白为gpr蛋白突变体,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的选自下组的一个或多个跨膜区发生替换:
120、4-5号跨膜区;和/或
121、4-6号跨膜区;和/或
122、1-2号跨膜区。
123、在另一优选例中,所述细胞包括哺乳动物细胞和非哺乳动物细胞。
124、在另一优选例中,所述非哺乳动物细胞包括细菌、酵母、线虫细胞。
125、在另一优选例中,所述哺乳动物细胞包括大鼠细胞、小鼠细胞、猴细胞、人细胞。
126、在另一优选例中,所述细胞选自下组:线虫细胞、小鼠细胞、人细胞、或其组合。
127、在另一优选例中,所述细胞选自下组:hela、cos7、hek293t、hek293、h9c2、线虫bristol n2细胞、线虫gas-1(fc21)细胞、或其组合。
128、在另一优选例中,所述细胞为体外培养的细胞。
129、在另一优选例中,所述“显著高于”指e1/e2≥2,较佳地,≥3,更佳地,≥4。
130、在另一优选例中,所述“显著高于”指a1/a2≥2,较佳地,≥3,更佳地,≥4。
131、在另一优选例中,所述的方法是非诊断和非治疗性的。
132、在另一优选例中,所述的方法包括步骤(c):将步骤(a)中所确定的候选药物施用于非人哺乳动物,从而测定其对非人哺乳动物的抗衰老的影响。
133、在另一优选例中,所述测试物质选自下组:小分子化合物、抗体、多肽、核酸、或其组合。
134、应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
1.一种嵌合蛋白、或其编码多核苷酸、或其促进剂的用途,其特征在于,用于制备一组合物或制剂,所述组合物或制剂用于抗衰老,所述嵌合蛋白为gpr蛋白突变体,所述gpr蛋白突变体在野生型的gpr蛋白的对应于登录号为af349993_1的选自下组的一个或多个跨膜区发生替换:
2.如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述嵌合蛋白包含从n端到c端的式i结构:
3.如权利要求2所述的用途,其特征在于,所述z1元件对应于登录号为af349993_1的蛋白序列的第1-114位。
4.如权利要求2所述的用途,其特征在于,所述z2元件对应于登录号为wp_014952819的蛋白序列的第120-170位或120-201位。
5.如权利要求2所述的用途,其特征在于,所述z3元件对应于登录号为af349993_1的蛋白序列的第166-249位或196-249位。
6.如权利要求1所述的用途,其特征在于,所述嵌合蛋白选自下组:
7.一种药物组合物,其特征在于,包括:
8.一种药盒,其特征在于,包括:
9.一种权利要求7所述的药物组合物或权利要求8所述药盒的用途,其特征在于,用于制备用于抗衰老的药物。
10.一种筛选用于抗衰老的候选药物的方法,其特征在于,包括步骤:
