[发明专利]TIMP-1在制备预防或治疗创伤性脑损伤药物中的应用

说明书

本发明公开了TIMP‑1在制备治疗创伤性脑损伤血脑屏障功能失调药物中的应用，药物的形式可以是粉针、水剂、脂质体、纳米材料。TIMP‑1蛋白能提高脑外伤小鼠转棒实验潜伏期；提高脑外伤小鼠在平衡木上的运动平衡能力；减少脑组织伊文思蓝通透性。在脑微血管内皮细胞HBMEC中，TIMP‑1可参与维持细胞间紧密连接完整性，上调紧密连接复合体表达、减少荧光素酶渗漏、增加细胞间电阻。本发明还提供了TIMP‑1蛋白作为CD63‑Integrinβ1配体在制备血脑屏障失调所致中枢神经系统疾病治疗药物中的应用，TIMP‑1发挥作用需要通过与细胞膜复合体CD63‑Integrinβ1结合，调控细胞骨架重要分子F‑actin组装进而维持细胞间紧密连接完整性。TIMP‑1蛋白在治疗创伤性脑损伤血脑屏障功能失调具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及医药领域，具体涉及基质金属蛋白酶内源性抑制剂-1(Tissueinhibitor metalloproteinases-1,TIMP-1)在制备预防或治疗创伤性脑损伤药物中的应用。

背景技术

创伤性脑损伤(Traumaitc brain injury,TBI)，是由于各种外伤导致脑组织严重损害的疾病，是神经外科领域常见的急症之一，目前已成为全世界青壮年人群致残和死亡的第一位原因。目前临床上的主要治疗策略是手术清创、去血肿、以及甘露醇降低颅内压，但FDA对该疾病尚无批准药物。脑外伤的治疗难点并不是由于它对机体造成的首次损伤，而是首次损伤后血脑屏障功能失调，外周血中大量炎症因子和免疫细胞进入脑组织、启动免疫应答，造成中枢神经系统二次损伤，继而引发一系列临床症状，如运动障碍、认知障碍、癫痫等，给家庭和社会带来沉重的经济和精神负担。因此，改善血脑屏障功能异常、维持其完整性是TBI治疗的重要策略。

血脑屏障(blood brain barrier,BBB)是存在于大脑血液循环与神经组织之间的特殊屏障，其主要功能是维持脑组织稳态，调节脑内物质交换平衡，保护脑组织免受侵害[3]。血脑屏障是由无窗孔的脑微血管内皮细胞、基膜、周细胞及星形胶质细胞足突共同组成的一个细胞复合体[7]，其中脑微血管内皮细胞作为血脑屏障的主要组成部分，是构成血脑屏障的第一道屏障，细胞间紧密连接(tight junction，TJ)，形成脑微血管内皮细胞高电阻和细胞旁途径低渗透，保证血脑屏障结构的完整性。TJ蛋白由胞浆黏附蛋白(zonulaoccludens protein,ZO)，跨膜蛋白Occludin、Claudin，和粘附连接蛋白等组成。目前发现，在多种TBI模型中，TJ相关蛋白的表达发生改变，从而破坏血脑屏障的完整性。无论是在液压冲击还是控制型皮质撞击损伤模型，均观察到Claudin-5、ZO-1表达明显下调。而TBI发生后，多种继发性的病理因素也会进一步影响血脑屏障关键组分的表达和定位：(1)在缺氧条件下，小鼠脑微血管内皮细胞bEND.3Claudin-5表达下调，跨膜细胞电阻下降，细胞旁通透性增加。(2)TBI通常伴有炎症反应，其中炎性因子IL-1β可下调细胞连接处Occludin和ZO-1表达，不仅能促进中性粒细胞浸润，还可引起紧密连接分子Occludin、ZO-1、Claudin-5、VE-cadherin的细胞定位改变和表达量减少。

基质金属蛋白酶内源性抑制剂–1(Tissue inhibitor metalloproteinases–1,TIMP–1)是TIMP家族的成员，是一种分泌蛋白，可抑制基质金属蛋白酶(MMPs)，氨基酸序列如图1所示。以往对TIMP-1分子功能的研究主要集中于肿瘤领域，研究发现该基因在多种肿瘤中表达上调，可作为肿瘤预后不良标志物。过表达TIMP-1分子会增加肿瘤细胞的成瘤性，促进肿瘤内部的血管生成。近期对TIMP-1分子的生理功能研究报道提出，在正常生理条件下，TIMP-1可上调VEGF表达，促进血管生成和重塑；而TIMP-1敲除鼠血管通透性明显增加。以上研究提示，TIMP-1可能通过调控血管生成进而参与维持血脑屏障的完整性，可能是调控血脑屏障功能的重要分子。