[发明专利]保护哺乳动物组织抵抗冷和其他代谢应激的组合物和方法

说明书

提供了一种保持低温下的细胞、组织或器官的活力的组合物。该组合物包含线粒体解偶联剂、至少一种蛋白酶抑制剂和还原剂。还提供了保护细胞、组织或器官免受暴露于冷和其他代谢应激的影响的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月21日提交的美国临时申请号62/547,945的优先权和权益，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

技术领域

本发明涉及使非休眠的哺乳动物能够承受严酷的寒冷条件的组合物和方法，更具体地涉及保护非休眠的哺乳动物的例如细胞、组织和器官抵抗寒冷和其他代谢应激的组合物和方法。

背景技术

治疗性失温是一种手术管理技术，可在手术过程中保护脑部损伤或外伤免于炎症和自由基的损害，可以通过有目的地降低核心体温来实现。治疗性诱导的失温通过稳定钙和谷氨酸释放来抵消脑细胞的神经兴奋，从而降低细胞死亡的程度。它还可以稳定血脑屏障并抑制炎症过程、减少脑水肿。随着大脑新陈代谢的下降，大脑需要更少的氧气。

当核心体温为34-35℃时，出现轻度的失温；当核心体温为31-33℃时，出现中度的失温。尽管在实践中可以实现轻度失温和中度失温，但是已经认识到了许多与之相关的并发症，包括例如体液和电解质失衡、心律不齐、胰岛素抵抗、发抖和凝血问题。因此，据推测，对于缓解手术过程中的上述不利影响，4-5℃左右的重度治疗性失温将是更有利且优选的。然而，当前在患者中诱导重度治疗性失温的方法可能引起不可逆的损害并增加并发症。

同时，神经移植疗法替代受损的神经元是一种新的有前途的用于治疗进行性神经退行性疾病的方法，例如由于缺乏多巴胺而影响患者运动的帕金森氏病。最有效且先进的治疗方法之一是移植未受损的新细胞，以补充丢失或垂死的细胞。在此过程中，来自发育中的胎儿膜的细胞已被移植到患者的纹状体中，到达多巴胺正常起作用的部位。尽管受损神经元的替换在临床上取得了显著成功，但在移植前在低温下保持分离的神经细胞或组织移植物的体外存活活性仍然是一个挑战。

由于温暖的缺血状态会损害肾脏等供体器官，因此通常会对其进行冷藏。然而，已经表明，长时间冷藏会诱发轻度的氧化应激和相关的细胞损伤。为此，已经表明，抗氧化剂在大鼠、狗和猪的肾脏中可以减轻寒冷诱发的氧化损伤。因此，作为器官保存中使用的标准冷藏溶液，所谓的威斯康星大学(UW)溶液富含抗氧化剂成分。然而，即使使用UW溶液或其他生理溶液，仍然会发生冷诱发的微管破坏和降解。

因此，需要一种既可以用于低温治疗性失温又可以用于移植的、在4-5℃左右的温度下保存器官、组织或细胞的改进的组合物和方法。相信本发明是该需求的答案。

发明内容

在一个实施方案中，本发明涉及一种用于在暴露于低温环境期间保持细胞、组织或器官的活力的组合物。该组合物包含线粒体解偶联剂、至少一种蛋白酶抑制剂和还原剂。

在另一个实施方案中，本发明涉及一种处理哺乳动物细胞、组织或器官以承受治疗、处理或医学程序期间暴露于低温环境的方法，所述方法包括以下步骤：提供将要暴露于低温环境的哺乳动物细胞、组织或器官；提供一种组合物，所述组合物包含线粒体解偶联剂、至少一种蛋白酶抑制剂和还原剂；以及使所述哺乳动物细胞、组织或器官与所述组合物接触，以使所述哺乳动物细胞、组织或器官能够承受暴露于低温环境。

附图说明

结合附图，在下面的详细描述中，本公开的上述以及其他方面和特征将变得更加明显，附图中：

图1A至1G描绘了针对长时间冷暴露的微管稳定性和转录组响应的物种依赖性差异；

图2A至2F描绘了人iPSC神经元中冷诱导的线粒体超极化、氧化应激和溶酶体膜透化(LMP)；

图3A至3D描绘了具有式3的化合物/PI预处理针对长时间的冷应激对人iPSC神经元的形态学保护；