[發(fā)明專利]腦紅蛋白在促進(jìn)神經(jīng)元突起生長中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010257651.0
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101934069A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉釬;余上斌;賴曉晶;李莉;羅振釗;劉倩蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: A61K38/42
• 分類號: A61K38/42;C07K14/805;C12N15/12;C12N15/63;A61P9/10;A61P25/00;A61P25/28
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 夏惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及促進(jìn)神經(jīng)元突起生長技術(shù)，具體涉及腦紅蛋白在促進(jìn)神經(jīng)元突起生長中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，腦卒中、老年癡呆的發(fā)病率不斷上升，因交通和建筑及工程等事故引發(fā)的腦/脊髓損傷也呈多發(fā)趨勢。在腦卒中、老年癡呆、腦/脊髓損傷等疾病中，神經(jīng)元突起的斷損、縮短是導(dǎo)致腦功能障礙的重要原因。而促進(jìn)神經(jīng)元突起的生長、再生是治療以上腦疾病的關(guān)鍵。尋找能夠有效促進(jìn)神經(jīng)元突起生長的藥物和方法，是當(dāng)前醫(yī)學(xué)和醫(yī)藥界面臨的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種能夠促進(jìn)神經(jīng)元突起生長的物質(zhì)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供的能夠促進(jìn)神經(jīng)元突起生長的物質(zhì)是腦紅蛋白(Neuroglobin，簡稱Ngb，譯為腦紅蛋白或神經(jīng)紅蛋白)。

腦紅蛋白Neuroglobin(簡稱Ngb，譯為腦紅蛋白或神經(jīng)紅蛋白)，為新近發(fā)現(xiàn)的腦組織、神經(jīng)元特異表達(dá)的含血卟啉結(jié)構(gòu)的血紅蛋白家族成員。與已知的血紅蛋白(hemoglobin)、肌紅蛋白(myoglobin)的最大不同是腦紅蛋白所含的血紅素為六配位鍵，而非五配位鍵結(jié)構(gòu)。Cytoglobin(簡稱Cygb，譯為細(xì)胞紅蛋白)是與腦紅蛋白結(jié)構(gòu)相近的另一新發(fā)現(xiàn)的血紅蛋白家族成員，廣泛表達(dá)于各種細(xì)胞和組織。

腦紅蛋白的生理功能還不清楚，迄今為止，國內(nèi)外還未見有關(guān)腦紅蛋白與神經(jīng)突起生長的報道。

本發(fā)明在原代培養(yǎng)的小鼠大腦皮層神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)，隨神經(jīng)元突起的生長，腦紅蛋白(Ngb)基因表達(dá)量顯著增加，而細(xì)胞紅蛋白(Cygb)的基因表達(dá)沒有變化。在原代培養(yǎng)的小鼠大腦皮層神經(jīng)元和小鼠神經(jīng)瘤母細(xì)胞(neuroblastoma?cell，N2acell)中轉(zhuǎn)染本課題組構(gòu)建的腦紅蛋白質(zhì)粒，與對照組相比，腦紅蛋白基因編碼的蛋白表達(dá)量增加，神經(jīng)元的突起明顯增長。反之，采用RNA干擾技術(shù)抑制原代培養(yǎng)的小鼠大腦皮層神經(jīng)元和小鼠神經(jīng)瘤母細(xì)胞的內(nèi)源性腦紅蛋白蛋白的表達(dá)，與對照組相比，神經(jīng)細(xì)胞的突起明顯變短。本發(fā)明研究充分證明腦紅蛋白具有促進(jìn)神經(jīng)元突起的生長作用。在小鼠神經(jīng)瘤母細(xì)胞中轉(zhuǎn)染腦紅蛋白質(zhì)粒兩天后再予無氧無糖(體外模擬缺血)處理，與對照組相比，細(xì)胞的突起明顯增長，證明增加腦紅蛋白在缺血病理狀態(tài)下仍具有促進(jìn)神經(jīng)元突起生長的作用。在腦卒中、老年癡呆、腦/脊髓損傷等疾病中，神經(jīng)元突起的斷損、縮短是腦功能障礙的重要原因，而促進(jìn)神經(jīng)元突起的生長或再生是治療以上腦疾病的關(guān)鍵。因此，腦紅蛋白促進(jìn)神經(jīng)元突起生長的這一新發(fā)現(xiàn)使得腦紅蛋白基因及其編碼的蛋白可用于制備治療腦卒中、老年癡呆、腦/脊髓損傷等疾病藥物。

實(shí)驗(yàn)資料：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)明確腦紅蛋白(neuroglobin，Ngb)與神經(jīng)元突起生長是否相關(guān)；2)證明通過轉(zhuǎn)染腦紅蛋白基因，增加腦紅蛋白的蛋白表達(dá)，可促進(jìn)神經(jīng)元突起的生長；3)證明通過RNA干擾技術(shù)抑制腦紅蛋白基因和蛋白的表達(dá)，可抑制神經(jīng)元突起的生長；4)證明在無氧無糖培養(yǎng)條件下，通過轉(zhuǎn)染腦紅蛋白基因，可促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞突起的生長。

實(shí)驗(yàn)動物、實(shí)驗(yàn)細(xì)胞、試劑、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)施例中相應(yīng)部分的內(nèi)容一致，見實(shí)施例。

本發(fā)明實(shí)驗(yàn)揭示：

1.Neuroglobin(腦紅蛋白)mRNA表達(dá)量與神經(jīng)元突起生長呈正相關(guān)；

2.轉(zhuǎn)染腦紅蛋白基因，提高腦紅蛋白的蛋白表達(dá)量，可以促進(jìn)神經(jīng)元突起的生長和長度；

3.RNA干擾可降低細(xì)胞內(nèi)源性腦紅蛋白的蛋白表達(dá)量，并阻斷神經(jīng)元突起的生長；

4.轉(zhuǎn)染腦紅蛋白基因，可以促進(jìn)受無氧無糖(即缺血)損傷的神經(jīng)元的突起生長；

5.利用基因或蛋白轉(zhuǎn)染技術(shù)增加腦紅蛋白的表達(dá)，對腦卒中、老年癡呆、腦外傷、脊髓外傷等疾病造成的神經(jīng)突起斷裂、回縮有潛在治療作用。

利用腦紅蛋白(neuroglobin)促進(jìn)神經(jīng)元突起生長的功能，可將其用于治療神經(jīng)元突起損傷性疾病(包括腦卒中、老年癡呆、腦/脊髓損傷)的藥物或直接作為治療這類疾病的藥物使用。具體可以利用基因或蛋白轉(zhuǎn)染技術(shù)提高腦紅蛋白表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)突起的生長或修復(fù)，達(dá)到治療這類疾病的目的。

附圖說明

圖1：腦紅蛋白(Ngb)mRNA在原代培養(yǎng)的小鼠大腦皮層神經(jīng)元中的表達(dá)圖。a為反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)代表性結(jié)果；b為統(tǒng)計結(jié)果，證明腦紅蛋白(Ngb)的相對表達(dá)水平(與內(nèi)參肌動蛋白(β-actin)比值)隨神經(jīng)元生長時間顯著上升，**表示與0天相比P＜0.01；c為為統(tǒng)計結(jié)果，證明細(xì)胞紅蛋白(Cygb)的相對表達(dá)水平(與內(nèi)參β-actin比值)在神經(jīng)元生長過程中無顯著差異。