[发明专利]以斑马鱼模型进行药物筛选的方法及筛选所得药物

说明书

技术领域

本发明主张公元2012年5月21日申请的美国临时专利申请案US 61/649,611的优先权。

本发明关于一种以斑马鱼作为模型的药物筛选的方法。尤其是，本发明关于一种鉴定可影响光蛋白聚糖(Lumican)的表现及胶原蛋白原纤维生成(fibrillogenesis)并可用于治疗由光蛋白聚糖的表现及/或胶原蛋白原纤维生成所调控的疾病的候选化合物的方法，及据此鉴定出的候选化合物。更进一步而言，该方法鉴定出用以治疗及/或预防近视及/或锥状角膜(keratoconus)疾病的药物。

背景技术

近视为全球最常见的眼睛疾患。在西方国家，近视盛行率约为16％～27％，而亚洲国家则可能更高。举例而言，新加坡华人的近视盛行率为82％。当屈光不正(refractive error)等于或小于-6屈光度(D)时，定义为高度近视；由于其潜在并发症(包含白内障、青光眼、黄斑部病变、及视网膜剥离)可能导致失明，故又称为“病理性近视”。遗传因子及环境因子均可能造成近视。已有评估显示，约一半或更多人所罹患的近视为轴性近视，由眼球延视轴拉长所造成。出生时，人类眼球尺寸约为成人眼球的三分之二，于轴向上相对较短；因此可推论，年幼孩童应倾向远视。对于孩童时期的眼睛成长，会发生角膜及水晶体的视力特性的补充性精细调整而增加眼球长度。上述全部过程通常会实际上完美无缺的发生，且眼睛可成为正视(emmetropic)。然而，当此种精细调整过程失败时，通常会产生拉长的眼球，结果就是较远的景象会具焦在视网膜平面之前，而造成轴性近视。于临床试验中，只有抗胆碱药物(anti-cholinergic drugs，例如阿托品(atropine))可用于控制近视的进程。然而，长期使用阿托品控制近视的进程会导致副作用，如视线模糊、便秘、出汗减少、入睡困难、昏眩、困倦、口鼻或皮肤干燥、头痛、食欲不振、丧失味觉、噁心、或神经质。因此，发展能控制、预防及/或治疗近视的替代药物仍有需求。

巩膜薄化，特别是在后极(posterior pole)处，是人类高度近视发展的重要特征。于灵长类中，巩膜为纤维状胞外基质(ECM)，由胶原蛋白(主要为第I型胶原蛋白)、弹性蛋白、蛋白聚糖及其它成分所组成，其排列于由巩膜纤维母细胞所产生的瓣膜中(参考文献：Alex Gentle etal.,The Journal of Biological Chemistry,2003,Vol.278,No.19,pp.16587-16594)。巩膜重塑关于众多基因产物(例如胶原蛋白、蛋白聚糖、基质金属蛋白酶(MMPs)、及金属蛋白酶的组织抑制剂(TIMPs))的调控作用，包含较小直径胶原蛋白纤丝(fibrils)、减少的糖胺聚多糖(GAG)成分、减少的核心蛋白聚糖合成、及增加的MMP-2。亦已发现，对于包含胶原蛋白I、MMP-2、MT1-MMP、TIMP-3、及TGF-β的某些蛋白质在mRNA阶段的选择性改变，显示了视网膜衍生的信号调控巩膜基因表现以重塑该巩膜组织，并调控巩膜潜变率(参考文献：John T.Siegwart Jr and Thomas T.Norton,Invest Ophthalmol Vis Sci.2002July；43(7):2067-2075)。巩膜重塑涵盖于近视进程中，且该等生化改变确实为巩膜生物机转性能的改变的前驱者，且最终与近视发生有关。成年人类的巩膜包含三种主要的蛋白聚糖：聚集蛋白聚糖(aggrecan)、双糖聚糖(biglycan)、及核心蛋白聚糖(decorin)，建构巩膜的结构性能。该等蛋白聚糖的比例随巩膜条件而改变。核心蛋白聚糖及双糖聚糖属于小型富含白氨酸的蛋白聚糖(SLRPs)类，其亦包含光蛋白聚糖、DSPG-3(硫酸皮肤素蛋白多糖-3，PG-L骺蛋白聚糖)、纤调蛋白、PRELP(富含脯氨酸-精氨酸及富含白氨酸重复的蛋白质)、角膜蛋白、软骨蛋白、及骨诱导因子(osteoglycin)。核心蛋白聚糖、双糖聚糖、光蛋白聚糖、及纤调蛋白结合至第一型胶原蛋白，并影响矩阵(influence matrix)式装配及组织化。动物实验显示该蛋白多糖合成速率显著地影响眼球生长及近视发生。于绒猴巩膜中，核心蛋白聚糖的合成速率与玻璃体室伸长率呈负相关。双糖聚糖及光蛋白聚糖于巩膜中的mRNA表现量，会在实验诱导性近视期间降低，并于复原期间增加。光蛋白聚糖，为小型富含白氨酸的蛋白聚糖家族的一员，其为角膜基质、大动脉、皮肤、骨骼肌、肺脏、肾脏、骨骼、软骨及椎间盘等之间质胶原蛋白基质中的主要胞外成分之一。