(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011509784.2
(22)申请日 2020.12.18
(71)申请人 上海市东方医院（同济大学附属东
方医院）
地址 200120 上海市浦东新区即墨路150号
(72)发明人 岳锐 尹峰 范骜元
(74)专利代理机构 上海骁象知识产权代理有限
公司 31315
代理人 林炜
(51)Int.Cl.
C12Q 1/6883(2018.01)
G01N 33/68(2006.01)
A61K 38/18(2006.01)
A61K 45/06(2006.01)
A61P 19/02(2006.01)
A61P 19/04(2006.01)A61P 19/08(2006.01)
(54)发明名称成纤维细胞激活蛋白作为药物靶点在骨关节炎中的用途(57)摘要本发明提供了成纤维细胞激活蛋白（Fap ）作为靶点在筛选用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症药物中的应用。还提供了Fap基因作为靶点在筛选用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症药物中的应用。还提供了靶向Fap抑制剂在制备用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症药物中的应用。还提供了骨凝集素（Oln）在制备用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症药物中的应用。本发明发现Fap高表达于骨关节炎滑膜，遗传学及药理学抑制Fap 能缓解小鼠骨关节炎的软骨损伤、骨赘生成、滑膜炎症及软骨聚集蛋白多糖丢失，Fap小分子抑制剂和内源性蛋白抑制 剂Oln均可骨关节
炎。权利要求书1页 说明书6页 附图6页CN 112522388 A 2021.03.19
C N 112522388
A
1.成纤维细胞激活蛋白作为靶点在筛选用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述药物是抑制成纤维细胞激活蛋白的表达水平的药物。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述药物是抑制成纤维细胞激活蛋白的活性的药物。
4.成纤维细胞激活蛋白的基因作为药物靶点在筛选用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
5.靶向成纤维细胞激活蛋白的抑制剂在制备用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
6.成纤维细胞激活蛋白在制备作为骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症患者进行诊断或者预后判断的生物标志物的用途。
7.骨凝集素在制备用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
权 利 要 求 书1/1页CN 112522388 A
成纤维细胞激活蛋白作为药物靶点在骨关节炎中的用途
技术领域
[0001]本发明属于生物技术领域，涉及一种成纤维细胞激活蛋白，具体来说是成纤维细胞激活蛋白作为药物靶点在骨关节炎中的用途。
[0002]
背景技术
[0003]骨关节炎（Osteoarthritis，OA）是最常见的骨科疾病之一，45岁以上人OA的患病率高达26%。OA最主要的病理改变是关节软骨退变，合并有骨赘生成、较低水平的炎症以及软骨下骨重塑。O
A发病初始关节软骨的机械磨损会促使软骨及滑膜等组织分泌多种促炎因子及基质降解酶，进一步加重软骨基质的降解。早期OA可以通过微骨折、骨软骨镶嵌成形术及自体软骨移植等方式，但疗效尚存争议。终末期OA患者唯有通过关节置换手术改善生活质量。而在非手术方面，国内外指南共同认可的药物目前只有用于缓解症状的非甾体抗炎药和关节腔内注射糖皮质激素，其他包括软骨素和透明质酸在内的药物疗效尚存争议，因此目前OA亟需更多有效的药物。
[0004]聚集蛋白聚糖和II型胶原（Type II collagen，Col II）是软骨基质的主要成分。软骨基质中的聚集蛋白聚糖降解主要由ADAMTS家族蛋白酶完成，发生于病变早期且可逆；而Col II的降解主要由基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases，MMP）完成，且该过程不可逆。因此MMP本应成为OA的良好靶点，然而现有的非选择性MMP抑制剂在临床试验中产生了剂量依赖的副作用（关节僵硬、炎症及疼痛）。而目前研制的选择性MMP抑制剂具有低溶解度及低渗透性的缺点，阻碍了MMP作为靶点的临床应用价值。除了MMP以外，学者证实了丝氨酸蛋白酶包括凝血酶、蛋白裂解酶（Matriptase）及弗林蛋白酶在OA发病过程中的作用，但目前尚无FDA批准的丝氨酸蛋白酶作为靶点用于OA的药物。
[0005]成纤维细胞激活蛋白（Fibroblast activation protein，Fap）是一种膜结合丝氨酸蛋白酶，具有二肽基肽酶和肽链内切酶活性。目前已知的Fap底物包括I型胶原、α2抗纤维蛋白溶酶及成纤维细胞生长因子21等。Fap高表达于激活的成纤维细胞，并参与肿瘤微环境形成、炎症及损伤修复过程。在肌肉骨骼
系统中，Fap高表达于骨髓间充质细胞和成骨细胞，具有抑制成骨的作用；遗传学和药理学抑制Fap既可以促进骨生成，又可以抑制骨吸收，是骨质疏松的潜在靶点。在类风湿性关节炎患者的滑膜和滑液中Fap同样呈高表达，且表达水平与类风湿性关节炎严重程度呈正相关。类风湿性关节炎模型中，敲除Fap可以缓解小鼠关节软骨损伤。OA患者的滑膜组织中同样有Fap的表达，但相比类风湿性关节炎表达明显更低，但Fap是否在OA的发病过程中发挥重要作用尚不清楚。
[0006]骨凝集素（Osteolectin，Oln）是一种在体外能够促进造血集落形成的生长因子，又名干细胞生长因子或C型凝集素蛋白11a。我们的既往研究显示Oln高表达与骨‑软骨谱系细胞，能够通过Wnt通路促进骨生成。我们近期的研究显示Oln能够抑制Fap的酶切活性，进而调控骨生成和成骨分化。作为Fap的体内抑制剂，Oln是否通过抑制Fap的酶活参与OA的疾病进展尚无相关研究。
[0007]综上所述，目前OA的药物效果有限，亟需能够有效缓解软骨损伤的药物。一种能够有效缓解软骨损伤的药物既可以改善患者生活质量，又能够减少由置换手术对患者及社会产生的经济负担，具有重大临床意义。
[0008]
发明内容
[0009]针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了成纤维细胞激活蛋白作为药物靶点在骨关节炎中的用途，所述的这种成纤维细胞激活蛋白作为药物靶点在骨关节炎中的用途要解决现有技术中的药物对于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的效果不佳的技术问题。
[0010]本发明提供了成纤维细胞激活蛋白作为靶点在筛选用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
[0011]进一步的，所述药物是抑制成纤维细胞激活蛋白的表达水平的药物。
[0012]进一步的，所述药物是抑制成纤维细胞激活蛋白的活性的药物。
[0013]本发明还提供了成纤维细胞激活蛋白的基因作为药物靶点在筛选用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
[0014]本发明还提供了靶向成纤维细胞激活蛋白的抑制剂在制备用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
[0015]本发明还提供了成纤维细胞激活蛋白在制备作为骨关节炎患者进行诊断或者预后判断的生物标志物的用途。
[0016]本发明还提供了骨凝集素在制备用于骨关节炎或抑制软骨损伤或骨赘生成或滑膜炎症的药物中的应用。
[0017]在本发明一些实施方式中，所述药物是用于抑制Fap酶活的药物，其包括但不限于Fap药理学抑制剂、Fap阻断型抗体、Fap的siRNA。
[0018]在本发明一些实施方式中，所述药物是用于抑制滑膜细胞和/或软骨细胞和/或关节液中Fap酶活的药物。
[0019]在本发明一些实施方式中，所述OA为原发性OA和/或继发性OA。
[0020]在本发明一些实施方式中，所述药物是以Fap为靶点的单一药效成分药物。[0021]本发明另一方面提供一种药物组合物，其特征在于，所述药物组合物包括以Fap为靶点的药效成分。
[0022]本发明发明人经过大量探索研究，发现将Fap作为OA的药物靶点，抑制Fap的酶切活性，可以缓解OA软骨损伤、骨赘生成及滑膜炎症，也可以抑制Fap对软骨基质Col II 的降解，从而达到缓解OA的进展，从而具有良好的产业化前景，并在此基础上完成了本发明。
[0023]本发明第一方面提供一种Fap作为OA靶点的应用，所述药物用于：1）OA；和/或，2）抑制软骨损伤；和/或，3）抑制骨赘生成；和/或，4）抑制滑膜炎症。
[0024]所述的Fap抑制剂为任何能够降低Fap的酶活、降低Fap的稳定性、抑制Fap的表达、减少Fap的有效作用时间或抑制Fap的转录活加工的物质，包括但不限于Fap特异性抑制剂。在本发明公开的一部分具体实施方式中，所述Fap抑制剂例如为Ac‑Gly‑BoroPro。
[0025]本发明提供的Fap抑制剂溶解在磷酸缓冲盐溶液中（Phosphate Buffered Saline，PBS），使用方式为关节腔内注射，注射量为40μg/kg小鼠体重。
[0026]本发明第二方面提供一种药物组合物，所述药物组合物包括Fap抑制剂的组分，所述药物用于：1）OA；和/或，2）抑制软骨损伤；和/或，3）抑制骨赘生成；和/或，4）抑制滑膜炎症。
[0027]所述药物组合物还可以包括药学上可接受的载体。所述载体可以包括各种赋形剂和稀释剂，这些载体本身并不是必要的活性成分，且施用后没有过分的毒性。另一方面，在施用所述药物组合物所需要考虑的剂量应当取决于施用频率和模式，受的受试者的年龄、性别、重量和一般状况，的状况和严重性，以及给药途径而异，待的任何伴随性疾病以及对于本领域技术人员显而易见的其他因素。同时，根据受者的情况和其他病理状况，包含本发明的药物组合物可以与一种或多种其他的活性化合物或物质组合施用或应用。
[0028]本发明人发现，Fap高表达于OA滑膜，遗传学及药理学抑制Fap活性可以缓解OA模型小鼠的软骨损伤、骨赘形成、滑膜炎症及软骨组织聚集蛋白多糖的表达减低，Fap抑制剂可以用于小鼠OA，进
一步的，Fap可以降解软骨基质中的Col II，该效果可以被Fap抑制剂及另一种Fap体内抑制蛋白Oln所抑制。进一步的，Oln敲除小鼠构造OA模型后具有显著升高的软骨损伤、骨赘形成、滑膜炎症及显著降低的软骨组织聚集蛋白多糖的表达，重组Oln 可以用于小鼠OA。
[0029]本发明还进行了确定Fap在滑膜组织中表达情况的实验，在其中一个实施例中，通过免疫荧光、qRT‑PCR和蛋白质印迹实验确定了Fap在OA滑膜中具有高表达，从而确定Fap可能作为OA药物组合物的靶点。
[0030]本发明还进行了内侧半月板失稳（Destabilization of Medial Meniscus，DMM）小鼠OA严重程度的检测实验，在其中一个实施例中，通过遗传学和药理学抑制Fap活性，可以缓解OA模型小鼠的软骨损伤、骨赘形成、滑膜炎症及软骨组织聚集蛋白多糖的表达减低；在另一个实施例中，我们在DMM手术后4周后，即小鼠已经存在一定程度骨关节炎后开始每周进行关节腔内注射Fap抑制剂，注射8周后发现软骨损伤、骨赘形成、滑膜炎症同样得到显著缓解，软骨组织聚集蛋白多糖的表达同样显著升高。
[0031]本发明还进行了重组Fap与软骨基质主要成分Col II共孵育产物的检测实验，在其中一个实施例中，重组Fap可以降解变性Col II，且该效应具有时间和剂量依赖性。小分子Fap抑制剂及体内Fap抑制剂Oln均可以抑制重组Fap对变性Col II的降解。重组Fap还可以进一步降解MMP13消化后的天然Col II。
[0032]本发明还进行了体内FAP抑制剂Oln敲除小鼠OA严重程度的检测实验，在其中一个实施例中，通
过敲除Oln可以促进OA模型小鼠的软骨损伤、骨赘形成、滑膜炎症及软骨组织聚集蛋白多糖的表达减低。
[0033]本发明还进行了关节腔内注射重组Oln的DMM小鼠OA严重程度的检测实验，在其中一个实施例中，我们在DMM手术后4周后，即小鼠已经存在一定程度骨关节炎后开始每周进行关节腔内注射重组Oln，注射8周后发现软骨损伤、骨赘形成、滑膜炎症同样得到显著缓解，软骨组织聚集蛋白多糖的表达同样显著升高。
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