[發明專利]中國南海信號芋螺神經毒素基因Lt3.1及其應用

無效

• 申請號: 200710031779.3
• 申請日: 2007-11-28
• 公開（公告）號: CN101220089A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 徐安龍;曾夏蕓;王磊;皮燦輝;任政華;劉君梁;孫丹丹;周茂軍
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C07K14/435
• 分類號: C07K14/435;C07K7/08;A61K38/17;A61K38/10;A61P43/00;A61P25/04;A61P29/00;G01N33/50
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司
• 代理人: 華輝

技術領域

本發明涉及一種中國南海信號芋螺M-超家族毒素基因Lt3.1及其編碼的多肽序列lt3a和該多肽的制備技術，以及該毒素在神經生物學研究，離子通道藥物和鎮痛藥物開發中的應用。

背景技術

芋螺屬于軟體動物門腹足綱芋螺科(Conidae)，多數棲息在熱帶海洋的淺海水域，少數在水深幾米至200余米的深水區，因外形呈圓錐形或芋頭狀而得名。芋螺是比較年輕的生物，化石記錄證明芋螺屬最早出現于始新世(Eocene)，中生代(mesozoic)時期與陸地上恐龍同時滅絕的海洋捕食性軟體動物菊石的消失客觀上促進了芋螺的第一次大規模的物種形成。芋螺的第二次大規模的輻射始于中新世(Miocene)，基本上持續到現在。每個芋螺物種的形成都伴隨全新的毒液成分和有效的毒液輸送裝置的進化。

芋螺具有強大的自然進化能力，全球有超過500種芋螺，單一種屬中就包括數百種物種，這使芋螺成為海洋無脊椎動物中進化最成功的生物。芋螺是食肉動物，靠毒液來捕食，根據其捕食習性可分為食魚芋螺(piscivorous)、食螺芋螺(molluscivorous)、食蟲芋螺(vermivorous)。食蟲性芋螺種類最多，占全部芋螺種類的70％左右。食魚性芋螺占芋螺總數最少，但毒性最強，報道的芋螺致死事件基本上是該類芋螺造成的，如織錦芋螺(C.textile)、地紋芋螺(C.geographus)等。

芋螺毒液是捕食與防御作用的主要武器，它是由許多單一毒肽組成的雞尾酒樣的混合毒素，稱為芋螺毒素(Conotoxin)。芋螺毒素能特異地作用于神經系統的電壓門控和配體門控離子通道的不用亞型和遞質受體，因此被廣泛用于神經生物學研究。芋螺毒素通常為由7～41個氨基酸殘基組成的小分子多肽。大多富含半胱氨酸，具有高度保守的二硫鍵骨架。與蜘蛛、蝎、蛇、海葵等許多動物的毒素比較(40～80個氨基酸左右)，芋螺毒素的肽鏈短得多，富含二硫鍵，分子結構更為緊密，生物活性更高。大多數芋螺毒素均由單一的mRNA編碼，原始的翻譯產物是一種特定的多肽前體，約為70-120個氨基酸殘基，經蛋白酶水解后得到成熟肽。

二十世紀八十年代初，美國猶它大學Olivera?BM學者實驗室最早開展了芋螺毒素全面系統研究工作。芋螺毒素以其分子小，結構穩定，對受體作用范圍廣并且活性強的特點，已經躍居于動物神經毒素研究的首位。由于它們作用靶點廣泛，能高度特異地結合細胞膜上神經遞質和激肽的受體和各種離子通道，一方面，可以被直接開發成藥物或作為新藥的先導化合物應用于臨床；另一方面，可以成為神經生物學中發現鑒定新受體，研究受體構效關系及其調控細胞分子機理的重要探針，并推動了離子通道的進化研究。

保守估計有50000種以上不同的芋螺毒素存在，至今已經得到分離的芋螺毒素有近千種，數十種芋螺毒素已申請美國專利。它們在鎮痛、局部缺血性保護、癲癇治療、某些疾病診斷和受體研究中具有廣泛的應用價值，有的已進入臨床研究或已被FDA正式批準為治療新藥，用作特異診斷試劑和鎮痛藥。目前，由Elan公司進行開發的ω-CTX?M?VIiA(SNXIII，商品名：Ziconotide)，因其直接作用分布于神經組織的N-型鈣離子通道，無需第二信使或蛋白，不成癮，已成為治療難治性神經疼痛的新一代藥物，已通過了III期臨床試驗，正式被FDA批準上市。而另一個衍生于ω-CTX?C?VID的化合物AM336作用類似于Ziconotide，因其對N-鈣通道的選擇性更強，副作用更低，已經批準作為對抗嚴重抗嗎啡作用慢性疼痛的治療藥物進入臨床試驗階段。此外，Conantokin-G作為NMDA受體高度選擇性的拮抗劑，對難以治療的癲癇有效，也已完成I期臨床試驗。芋螺毒素藥用研究的其他方向還有：具有去甲腎上腺素轉運蛋白抑制作用的T-超家族芋螺毒素，可用于治療抑郁癥。以及抑制α1-腎上腺素受體的一些芋螺毒素，可用于治療良性前列腺過度增生引起的尿失禁。與此同時，圍繞著增強藥物分子的穩定性，降低過敏反應以及增加溶解性以利于口服目的的分子改造研究工作也正在進行。

另一方面，芋螺毒素作為研究離子通道和膜受體的極好探針或工具，已經成為電壓門控型鈣離子通道(VSCCs)和N型乙酰膽堿受體(nAChRs)等通道、受體鑒定和診斷的標準工具，在神經藥理學領域得到了廣泛的應用。