肺部病症中WNT信号传导的调节的制作方法

发明领域本发明提供wnt信号调节剂以治疗肺部病症，特别是例如肺纤维化和copd。

背景技术：

0、发明背景

1、肺泡的产生需要多种细胞谱系之间的复杂相互作用，以在哺乳动物中产生负责气体交换的复杂结构。上皮细胞谱系、间充质细胞谱系和内皮细胞谱系结合以在小鼠中从胚胎第16.5天(e16.5)左右开始在分支气道的远端尖端扩展囊状结构。此后不久，这种初级结构就会重塑并促进上皮细胞和间充质细胞的通讯，这有助于整合正发育中的血管网络。肺泡的重塑在出生后继续进行，伴随肺泡1型(at1)和2型(at2)上皮细胞的特化和成熟，直到小鼠在出生后第30天(pn30)和进入人的青春期达到肺成熟。尽管对包括分枝形态发生在内的肺发育的早期阶段有广泛的了解，但对控制肺泡正常产生的细胞系特异性相互作用和分子途径却知之甚少。该过程的破坏可能是有害的并导致新生儿疾病，诸如支气管肺发育不良(bpd)，以及特发性肺纤维化(ipf)和慢性阻塞性肺病(copd)的成人病症。

2、wnt信号传导是多器官中干细胞自我更新和特化的重要关键途径。wnt通路的组分在早期肺发育期间以特定模式被表达，并且先前的工作已经证明了wnt信号传导在肺内胚层特化和早期发育中的关键作用。然而，wnt信号传导在肺上皮分化和成熟的后期阶段所发挥的作用仍有待阐明。一种新型的wnt信号传导报告小鼠系(axin2creert2-tdtom)揭示了在肺泡生成过程中先前未知的wnt信号传导波(frank等人,2016；nabhan等人,2018)。该细胞系限定了at2上皮细胞的亚谱系，被称为at2saxin2，其在肺泡生成开始时出现。at2saxin2上皮细胞在离体试验中似乎促进肺类器官形成，并且在肺泡生成过程中在体内具有更大的克隆生长潜能。重要的是，在整个at2上皮细胞群中wnt信号传导的激活引起类似的自我更新应答、促进增强类器官的形成、增加增殖和在肺泡生成期间增加克隆扩增。相反地，在整个at2上皮细胞谱系中抑制wnt信号传导抑制了类器官细胞形成和at2上皮细胞自我更新，并使它们向at1上皮细胞谱系分化。需要通过增殖扩增at2上皮细胞群并随后分化为at1上皮细胞，来平衡wnt激动剂和拮抗剂信号传导在肺泡生成期间的关键作用。

3、在copd患者中，肺泡上皮细胞(并因此气体交换界面)显著减少，并且还存在一些细支气管纤维化和炎症(barnes等人，2015)。copd肺显示wnt/β-连环蛋白信号传导组分和活性降低(h a baarsma和2017；shi等人，2017；r.wang等人，2011)。在copd的小鼠模型(如弹性蛋白酶模型和烟雾模型)中，使用wnt信号传导的小分子激活剂似乎恢复了at2细胞和肺泡并减少了气腔扩大的量(kneidinger等人,2011；conlon等人,2020)。因此，靶向的wnt激活可以在copd中提供更新at2细胞和恢复肺泡的治疗益处。

4、ipf的特征在于纤维化病灶的积累和at2上皮细胞增生(king,pardo和selman2011)。除了tgfβ信号传导之外，据信间质/成纤维细胞中的过度活跃的wnt/β-连环蛋白信号传导也有助于细胞外基质的过度产生和纤维化病灶的形成(chilosi等人，2003；shi等人，2017；h a baarsma和2017)。最近在单细胞分辨率下进行的研究与该观点一致，证明特定间充质亚群中过度活跃的wnt/β-连环蛋白信号传导可导致纤维发生基因表达程序(zepp等人，2017)。在肺泡上皮中，有证据表明与ipf中的at2增生相关的上皮细胞显示at1和at2细胞的混合谱系特征(xu等人，2016)。重要的是，表达wnt/β-连环蛋白靶基因axin-2的at2上皮细胞亚群是干/祖细胞(被称为气道上皮祖细胞(aep))，并且at2/aep上皮细胞增殖需要活跃的wnt信号传导(barkauskas等人，2013；desai,brownfield和krasnow2014；zacharias等人，2018；nabhan等人，2018)。此外，在成人肺正常研究和类器官培养研究中，at1上皮细胞衍生自at2上皮细胞，所述at2上皮细胞分化成at1细胞，这需要减弱wnt信号传导(rock等人，2011；nabhan等人，2018；zacharias等人，2018)。at2细胞中wnt信号传导的激活可以通过促进它们的扩增来提供治疗益处，然后在它们分化成at1细胞后使得肺疾病中肺泡的恢复。

5、多项研究已经显示存在异常的基底样细胞和看似在从at2上皮细胞向at1上皮细胞分化转换过程中暂停的细胞，并且有助于ipf肺中细胞外基质的产生，并且这些细胞可以是重叠的群体(adams等人,(2020)；strunz等人,(2020)；kobayashi等人,(2020)；haberman等人,(2020))。此外，还有证据表明，调节wnt信号传导在lps或博来霉素损伤时影响肺中巨噬细胞的炎性状态(zhou等人,2020)。肺纤维化和ipf的理想治疗方法是限制肌成纤维细胞介导的和疾病特异性上皮细胞介导的基质产生并促进抗炎巨噬细胞表型，同时促进at2/aep上皮细胞更新并促进at2上皮细胞向at1上皮细胞命运转变。

6、最近的scrna-seq研究鉴定了at2过渡态(at0)和scg3ba2+末端呼吸细支气管分泌细胞，并且他们的分析发现人和灵长类at2细胞能够通过at0过渡态的转换而分化成at1细胞以及末端呼吸细支气管分泌细胞，证明了at2细胞的多能性[murthy等人,2022]。在人ipf样品中，at0和scg3ba2+末端呼吸细支气管细胞富集在纤维化区域[murthy 2022]。在培养中，wnt激活或egf的消耗对于at2细胞形成at0细胞和末端细支气管分泌细胞是必需的[murthy2022]。另一项最近的对人类远端肺部的scrna-seq分析也鉴定了表达scgb3b2的末端呼吸细支气管分泌细胞的亚群，它们被称为呼吸道分泌(ras)细胞。他们的类器官培养研究提供了ras细胞可以在体外分化成at2细胞的证据，并且这通过激活wnt信号传导而被稳健地增强[basil等人,2022]。总之，这些发现表明在过渡态、疾病相关的异常上皮细胞或末端呼吸细支气管分泌细胞中激活wnt信号传导可能能够引导它们分化成at2细胞，并使得最终恢复肺泡并限制纤维化。

7、因此，在特定肺细胞群中建立靶向拮抗和/或激动wnt信号传导的机制可在纤维化肺疾病中提供巨大的治疗益处。例如，在疾病特异性远端肺上皮细胞(过渡态细胞、异常基底样细胞或疾病相关末端细支气管呼吸细胞)中建立wnt信号传导的靶向拮抗和/或激动机制以推动它们形成at2上皮细胞或分化成at1上皮细胞可提供减少纤维化肺疾病和copd中的纤维化的治疗益处。建立特异性成纤维细胞群的靶向拮抗和/或激动的方法可以降低它们的促纤维生成活性。

8、另外，在驻留和/或浸润免疫细胞(包括巨噬细胞)上建立靶向wnt信号传导激动机制，以促进抗炎表型和效应，可以为减少纤维化并促进纤维化肺疾病和copd中的肺泡再生提供治疗益处。

9、此外，已经表明通过fzd4调节对wnt信号传导的调节影响copd模型中的肺泡修复(skronska-wasek等人,(2017)。因此，建立对显示fzd4的富集的内皮细胞进行靶向激动或拮抗的方法(参见，例如，adams等人,(2020)同上)可提供用于减少纤维化肺疾病中的纤维化的治疗益处。

10、本发明提供了以靶向方式调节wnt信号传导激动和拮抗之间的平衡的组合物和方法。

技术实现思路

0、发明概述

1、本发明部分地基于使用wnt激动剂和拮抗剂来调节肺at2上皮细胞(at2细胞)的增殖，并随后将这些细胞分化成at1上皮细胞(at1细胞)，以再生健康肺组织。

2、本发明部分地基于使用wnt激动剂和拮抗剂来影响疾病特异性肺上皮细胞(如at2/at1过渡态细胞、异常的基底样细胞和/或疾病相关的scgb3a2+呼吸细支气管分泌细胞)的致病表型，并且随后使得at2细胞和at1上皮细胞(at1细胞)更新，以再生健康肺组织。

3、本发明部分地基于使用wnt拮抗剂和激动剂来调节肺中免疫细胞的应答以限制炎症并提供有利于肺at2细胞增殖及其随后分化成at1细胞以再生健康肺组织的环境。

4、在一方面，本发明提供了治疗患有肺部病症的对象的方法，所述方法包括向所述对象施用工程化的wnt拮抗剂和/或工程化的wnt激动剂。在一些实施方案中，所述肺部病症是间质性肺疾病，并且可以选自：特发性肺纤维化、隐源性机化性肺炎、脱屑性间质性肺炎、非特异性间质性肺炎、过敏性肺炎、急性间质性肺炎、间质性肺炎、系统性硬化症相关的肺纤维化、结节病、石棉症诱导的纤维化、由于急性和慢性肺感染(例如，病毒，细菌，真菌)引起的肺损伤、肺炎、吸入性损伤、脓毒病和急性呼吸窘迫综合征。在其它实施方案中，所述肺部病症是慢性阻塞性肺病(copd)，包括慢性支气管炎、肺气肿和慢性哮喘。

5、在某些实施方案中，向对象单独施用wnt拮抗剂(即，不施用wnt激动剂)。在特定的实施方案中，向对象单独施用wnt拮抗剂，例如以治疗由肺纤维化引起的病症。在特定的实施方案中，向对象单独施用wnt拮抗剂以治疗由肺纤维化引起的病症，其中靶向促纤维化细胞(如激活的肌成纤维细胞)可限制纤维化。

6、在某些实施方案中，向对象单独施用wnt激动剂(即，不施用wnt拮抗剂)。在某些实施方案中，向对象单独施用wnt激动剂，例如以治疗由copd引起的病症。在其它实施方案中，单独的wnt激动剂可被用于治疗由肺纤维化引起的病症。

7、在某些实施方案中，该方法包括施用wnt拮抗剂和wnt激动剂两者。在特定的实施方案中，wnt拮抗剂和wnt激动剂被顺序施用，并且在其它实施方案中，wnt拮抗剂和激动剂被同时施用。在某些实施方案中，当顺序施用时，wnt拮抗剂在wnt激动剂之前施用。在某些实施方案中，当顺序施用时，wnt激动剂在wnt拮抗剂之前施用。在某些实施方案中，向对象施用wnt拮抗剂和wnt激动剂，例如以治疗间质性肺部病症，所述间质性肺部病症可选自：特发性肺纤维化、隐源性机化性肺炎、脱屑性间质性肺炎、非特异性间质性肺炎、过敏性肺炎、急性间质性肺炎、间质性肺炎、系统性硬化症相关的肺纤维化、结节病、石棉症诱导的纤维化、由于急性和慢性肺感染(例如，病毒，细菌，真菌)引起的肺损伤、肺炎、吸入性损伤、脓毒病和急性呼吸窘迫综合征。在其它实施方案中，向对象施用wnt拮抗剂和wnt激动剂，例如以治疗慢性阻塞性肺病(copd)(包括慢性支气管炎、肺气肿和慢性哮喘)。

8、在本文所公开的方法的特定实施方案中，工程化的拮抗剂选自：工程化的多肽、含有至少一个表位结合结构域的工程化抗体、小分子、sirna和反义核酸分子。在特定的实施方案中，工程化的激动剂选自：工程化的多肽、含有至少一个表位结合结构域的工程化抗体和小分子。在特定的实施方案中，wnt拮抗剂和wnt激动剂在一个分子上。

9、在一些实施方案中，wnt拮抗剂和/或wnt激动剂含有组织靶向分子。在某些实施方案中，组织靶向分子可以是与组织或细胞特异性细胞表面分子结合的抗体或其片段。