CN101848722A

CN101848722A - 具有改进的溶解性的新型肽两亲物及其使用方法

Info

Publication number: CN101848722A
Application number: CN200880020680A
Authority: CN
Inventors: J·胡威特; M·古勒
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2010-09-29
Also published as: AU2008242940A1; US8076295B2; WO2008131052A9; WO2008131052A2; JP2010524958A; EP2146734A2; KR20100021567A; US20090042804A1; EP2146734A4; CA2690772A1

Abstract

本文公开的是新的肽两亲物分子和组合物，其被发现在含水缓冲液中具有改进的溶解性，进而促进药物应用所需的纯化，特别是用于体内施用至人类患者。另外，本文显示这些肽两亲物组合物的凝胶具有预想不到的优异的胶凝动力学和流变性质，包括增加的机械刚度，其更好地模拟天然中枢神经系统组织的机械性质。

Description

具有改进的溶解性的新型肽两亲物及其使用方法

优先权

本申请要求2007年4月17日提交的美国临时申请60/912,289和2008年4月16日提交的美国非临时申请12/104,407的权益，其中每个通过引用全部并入本文。

发明领域

本发明一般涉及具有优异的凝胶动力学和流变性质的新的和改进的肽两亲物(peptide amphiphiles，PA)，由其自组装的新的肽-两性物纳米纤维及其制备和使用方法。更具体地，本发明涉及两亲性分子，其由至少三个不同的片段组成——即，位于或接近N-末端的非肽、亲脂性片段，中间结构肽片段，以及位于或接近C-末端的官能肽片段——其中所述肽片段的具体氨基酸序列使肽两亲物具有预想不到的优异的性质，例如增加的溶解性，增加的溶解性再使得其纯化达到体内应用必需的水平，例如施用于人类对象(例如，至少95％纯度)。

发明背景

应用生物相容性支架的组织工程技术对目前用于修复和整形外科手术的材料提供了一种可行的选择。这些材料也有希望用于形成组织或器官等效物以替换患病、有缺陷或受损组织。另外，生物相容性支架可用以形成生物可降解的材料，其可用于将治疗材料(例如遗传材料、细胞、激素、药物或前药)控制释放至预定区域。但是，目前用于产生这些支架的大部分聚合物，例如聚乳酸、聚原酸酯和聚酸酐，难于控制并导致较差的细胞粘附和较差的整合至使用所述组织工程材料的位点等。因此，问题焦点已转移至由合成的生物分子形成的支架，更具体地是能够原位自组装的生物模拟支架。

制备具有在纳米级上模拟天然组织的结构的任何合成材料是一个有挑战性的问题。一种方法已用于制备可自发地组装为纤维的分子，所述纤维在形态上类似于组成天然的细胞外基质的蛋白质和蛋白聚糖。与大部分合成生物聚合物相反，使用小的自组装分子促进这些大分子组装物的化学和结构性质的控制。^1-12最后，肽两亲物最近已显示出在适合的条件下自组装形成纤维样胶束(本领域称为“纳米纤维”)，这样的纳米纤维具有作为生物相容支架的具体用途，更具体地，在组织工程领域。^13-26但是，许多这样的分子已证实难于大规模合成和/或纯化。部分原因在于分子的两性离子性质(即，携带正电荷和负电荷)，并且它们具有在溶液中聚集的倾向，原因在于相对高比例的非极性氨基酸残基。1，^27，28本发明通过提供具有改进的物理和化学性质的新的肽两亲分子和组合物来满足该需要，所述改进的物理和化学性质使得能够自动合成并纯化至体内应用所需要的水平。另外，本文证明了在人工脑脊髓液(CSF)^29-31形成的本发明改进的肽两亲物组合物的凝胶具有增加的机械刚度，其能更好地模拟天然中枢神经系统组织的机械性质，其再应与改进的间质干细胞的神经原分化相关。³²

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供改进的肽两亲物(PA)分子，其具有优异的凝胶动力学和流变性质，这种PA分子最小包括下列三个片段：(1)非肽、亲脂性片段，通常由单个烷基链组成；(2)结构肽片段，其使所述分子具有形成β-折叠二级结构的能力以及在溶解性上预料不到的增加，这再使得能够通过液相色谱(LC)来纯化；以及(3)包括带电的氨基酸的官能肽片段，通过氨基酸的选择以及它们在片段中的排列，模拟在发育过程中存在于中枢神经系统天然细胞外基质中的蛋白质的结合结构域。

本领域技术人员应理解的是本发明的一个或多个方面可满足某些目的，而一个或多个其他方面可满足某些其他目的。每个目的可能不会在它的所有方面同样地适用本发明的每个方面。同样地，下述目的可以从关于本发明的任何一个方面的可选择方案加以考量。

因此，本发明的目的是，提供如上所述的肽-两性物(PA)分子，其中所述分子的肽部分包括氨基酸序列“SLSLAAA(X)_n”(例如，SEQ ID NO：1)，其中n是0和5之间的整数，更优选地为1和3之间，并且其中X是选自具有酸性侧链的氨基酸残基，包括例如谷氨酸(E)和天冬氨酸(D)。一种特别优选的肽两亲物，其独特地适合用作脊髓再生支架，具有下列结构并且在本文被称为SEQ ID NO：2(C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Glu-Glu-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH)。在这些优选实施方式中，亲脂性烷基片段通过肽键连接至肽组分的N-末端，“结构”和“功能”肽片段一起形成单个、线性肽链，以及肽的C-末端是游离酸。如下详述，SEQ ID NO：2具有优异的凝胶动力学和流变性质，其促进自动合成和使用高压液相色谱(HPLC)的纯化。

增加或降低酸性氨基酸残基侧链的长度也可改变含有该残基的肽两亲物的溶解性，如可改变侧链上羧酸基团的数目。因此，本发明的目的是提供肽-两性物分子，其中所述分子的肽部分包括氨基酸序列“SLSLAAAX”(SEQ ID NO：3)其中X是α-置换的氨基酸，其在α碳和一个或多个羧酸残基之间具有0至5个、更优选地1至3个碳原子。在优选的实施方式中，X选自氨基丙二酸(Ama)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、氨基己二酸(Aib)、氨基庚二酸(Apm)或γ羧基谷氨酸(Gla)。因此，另一个特别优选的用作脊髓再生支架的肽两亲物具有下列结构并且在本文被称为SEQ ID NO：4(C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Asp-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH)。

本发明进一步目的是提供新的和改进的PA分子，其具有在适合的条件自组装成圆柱形胶束(也称为纳米纤维)的能力，其中亲脂性片段被包装成中心并且亲水性官能肽片段沿纳米纤维的表面暴露。在这些实施方式中，官能肽片段在生理pH优选是多电荷的(multiply-charged)。虽然不期望被理论束缚，但是显示出带电氨基酸具体数目以及α-氨基酸侧链长度和氨基酸序列的总疏水性和亲水性排列在PA自组装中发挥重要作用。虽然大量具体PA序列已在以前的文献中公开^{1，2，7，14～24，27，33～45}尽管存在几次尝试^46～49，但是没有通用的理论或模型已被描述，其可使本领域普通技术人员推理地预测具体肽序列的自组装、凝胶动力学或流变学性质。

本发明进一步目的是提供由一种或多种肽两亲物组成的组合物，所述一种或多种肽两亲物自组装以形成一个或多个非球形胶束，例如圆锥形胶束，实例包括但不限于纳米纤维。所述组合物也可采取基底的形式，在所述基底的至少一部分上提供自组装的非球形胶束，例如作为纳米纤维涂层布置在其上。

本发明进一步目的是提供生物相容性、生物可降解的凝胶至人类患者以引起或诱导机体产生器官或组织等效物，所述凝胶由肽两亲物和/或肽-两性物组合物组成，这种凝胶可用于产生支架或模板，其可以包括或可以不包括分离的细胞。这种凝胶可促进细胞移植并为新的组织生长提供三维模板。预期产生的组织与天然存在的组织的组成和组织学总体相似，这与疤痕组织相反，疤痕组织通常在机体的天然愈合过程中导致缺乏干预(absent intervention)。

最后，在一个实施方式中，本发明提供自组装肽-两性物溶液，其可直接注射至人类患者中的靶位点，其中所述自组装肽-两性物凝胶组构成纤维状支架或基质。在另一个实施方式中，细胞可以悬浮在自组装肽-两亲物凝胶中，所述凝胶在机体外预形成为基质，然后可被移植入人类患者。最后，自组装肽-两性物凝胶降解，仅留下产生的组织。在本发明的又一个实施方式中，本发明的肽-两亲物与其他组织工程材料组合使用，作为凝胶、固体或液体，并用于在患者预定区域组织上作为生长的模板。

本发明进一步目的是提供自组装肽两亲物的纤维状(或纳米纤维)支架，其设计和功能以天然存在的材料和组织为模式。例如，在一个实施方式中，本发明提供自组装肽两亲物，其设计和功能以涉及中枢神经系统发育的蛋白质为模式。^37，50，51

本领域普通技术人员应容易认识到包括这些纳米纤维的凝胶或固体在pH、温度和张力(tonicity)的生理条件下提供了将这种材料用于广范围目的以及众多不同潜在的生物医学和组织工程应用的机会。

因此，在一个实施方式中，本发明提供用组织工程材料治疗患者的方法，其包括将肽两亲物组合物施用至需要组织工程材料的患者上的靶位点的步骤。

肽两亲物分子以及由其形成的凝胶的一种特别优选的用途是在神经再生和脊髓损伤治疗领域。PA组合物能够刺激神经前体细胞分化以及抑制通过CNS细胞进行的疤痕组织形成。^37，50，51本发明的PA应用也可用于调节、抑制或促进神经元中的轴突向外生长，以及调节、抑制或促进神经细胞之间的细胞-基质粘附。

本发明进一步目的是提供用于改变(例如，增加或刺激)细胞(例如，神经前体细胞和神经元)的分化和生长的方法和组合物。具体地，本发明涉及组合物及其使用方法，所述组合物包含一种或多种自组装肽两亲物(例如，在溶液中)，所述肽两亲物产生(例如，自组装成)纳米纤维，其能够包封细胞并促进细胞分化(例如，神经突发育)。本发明的组合物和方法可用于研究、临床(例如，治疗)和诊断装置。

在一些实施方式中，本发明提供改变神经元发育的方法，其包括将所述神经元与包含肽两亲物的组合物接触。在一些实施方式中，改变神经元的发育，包括轴突生长。在一些实施方式中，轴突生长包括下行运动纤维生长。在一些实施方式中，轴突生长包括上行感觉纤维生长。在一些实施方式中，改变发育通过损害位点发生。在一些实施方式中，改变神经元的发育伴有降低的星形胶质增生。在一些实施方式中，肽两亲物包括IKVAV序列(SEQ ID NO：5)和/或其他选自层粘连蛋白氨基酸序列的氨基酸序列，层粘连蛋白是存在于发育中的哺乳动物中枢神经系统的细胞外基质的蛋白家族。³⁷在一些实施方式中，所述神经元是已在受损的脊髓中的神经元。在一些实施方式中，脊髓已通过创伤性脊髓损伤而受损。在一些实施方式中，所述神经元是感觉神经元。在一些实施方式中，所述神经元是运动神经元。在一些实施方式中，改变神经元的发育包括促进所述神经元的发育。在一些实施方式中，改变神经元的发育包括受损神经元例如神经突的再生发育。

本发明进一步目的是提供用于治疗对象的方法，其包括如下步骤：在使得在对象中发生神经元生长的条件下，将包含肽两亲物的组合物施用至具有受损神经的对象。在一些实施方式中，所述神经元生长包括轴突生长。在一些实施方式中，轴突生长包括下行运动纤维生长。在一些实施方式中，轴突生长包括上行感觉纤维生长。在一些实施方式中，所述神经元生长包括在受损神经位点的轴突生长。在一些实施方式中，所述神经元生长在所述对象中伴有降低的星形胶质增生以及相关疤痕组织形成。在优选的实施方式中，在神经损伤位点发生降低的星形胶质增生以及降低的疤痕形成。在一些实施方式中，受损神经是在已受损的脊髓中的神经。在一些实施方式中，受损神经已通过创伤性脊髓损伤而受损。在一些实施方式中，受损神经包括受损的感觉神经元。在一些实施方式中，受损神经包括受损的运动神经元。在一些实施方式中，神经元生长包括受损神经元的再生发育。在一些实施方式中，施用包括鞘内注射肽两亲物的水溶液。在一些实施方式中，肽两亲物在与受损的组织接触后形成纳米纤维凝胶。在一些实施方式中，包含肽两亲物的组合物与一种或多种其他试剂共施用。

本发明进一步目的是提供药物组合物，其包含一种或多种肽两亲物，例如包含IKVAV序列(SEQ ID NO：5)的药物组合物。参见美国专利公布2006-0247165(Stupp等)，其内容通过引用并入本文。

当结合附图和实施例阅读如下详述时，本发明的这些和其他目的和特征将变得更为明显。但是，应理解的是，前述的发明概述以及下述的发明详述都是优选的实施方式，并且不是限制本发明或本发明的其他可选的实施方式。具体地，尽管在本文中参考许多具体实施方式对本发明进行了描述，但是应理解的是描述是用于说明本发明，而不被解释为限制本发明。本领域普通技术人员可进行各种修改和应用，而不偏离本发明的精神和范围，如所附权利要求所述。同样地，本发明的其他目的、特征、益处和优势通过该概述和如下所述的某些实施方式将变得明显，并且对于具有各种两亲性化合物、自组装技术和肽合成知识的本领域技术人员而言将很明显。通过上文的描述连同附随的实施例、数据、图和从它们得到的所有合理的推断，单独地或考虑本文中并入的参考文献，这些目的、特征、益处和优势将变得明显。

附图简述

考虑如下的附图简述和发明详述及其优选实施方式后，本发明的各个方面和应用对本发明普通技术人员将变得明显。

图1描述了具有所示“亲脂性”、“结构”和“官能”肽片段的肽两亲物的化学结构，所述肽两亲物在本文被称为SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：6和SEQ ID NO：7。

图2A描述了天然的(或合成的)肽两亲物(SEQ ID NO：2)的制备型高压液相色谱(HPLC)的结果。该图显示由220nm UV吸收迹线(实线)描述的SEQ ID NO：2的HPLC纯化，溶剂梯度(虚线，对应于水中乙腈％)以及在分离过程中收集的纯化的材料部分(在虚线之间)。图2B描述了纯化的SEQ ID NO：2的负离子模式(ESI-MS)电喷雾电离质谱(electrospray ionization mass spectroscopy)。图2C和2D分别显示纯化的SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：4的分析型高压液相色谱(HPLC)。

图3描述了比较SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：6的胶凝动力学和流变性质的分析结果。如图3A所示，发现胶凝后1小时，SEQ ID NO：2的复切变模量(G^*)(定义为剪切应力除以剪切应变)比SEQ ID NO：6高出一个数量级。在图中，实线是SEQ ID NO：2，而虚线是SEQ ID NO：6。如图3B所示，SEQ ID NO：2显示显著较低的tan(δ)值，表明与SEQ ID NO：6更具“液体-样”行为相比，更具“凝胶-样”性质。在图中，圆形代表SEQID NO：2，而三角形代表SEQ ID NO：6。

由于SEQ ID NO：2的凝胶更好地模拟天然中枢神经系统组织的机械性质，预期这些预料不到的不同的胶凝动力学和流变性质对于脊髓中的组织工程应用而言是优异的。³²另外，该分子和SEQ ID NO：4的溶解性在宽范围的含水缓冲溶液中明显较高。例如，在含有按体积0.1％氢氧化铵的水中，SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：4的溶解度超过20mg/mL，而SEQ ID NO：6在相同缓冲液中的溶解度小于1mg/mL。这些预料不到的优异的溶解性性质可显著地改进HPLC纯化，更具体地改进体内应用和药物用途所需的纯化程度。

优选实施方式详述

虽然任何类似于或等同于本文描述的那些的方法和材料可用于本发明实施方式的实践或测试，但是现在对优选的方法、装置和材料进行了描述。然而，在描述本发明的材料和方法之前，应理解的是本发明不限于本文所述的具体分子、组合物、方法或步骤，因为这些可根据常规实验和优化而变化。还应理解的是，说明书中所使用的术语的目的仅在于描述具体形式或实施方式，并且不试图限制本发明的范围，本发明的范围仪由所附权利要求限制。

除非另有定义，本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。但是，在发生冲突的情况下，将以本说明书——包括定义——为准。因此，在本发明的内容中，应用下列定义：

如本文和所附权利要求书中所用，单数形式“一”(“a”、“an”和“the”)包括复数指代，除非上下文中明确另外指出。因此，例如，指代一个(种)“细胞”是指一个(种)或多个(种)细胞以及本领域技术人员已知的它的等同物等等。

如本文所用，术语“纳米纤维”是指细长或线状的、直径小于100纳米的纤维。

如本文所用，术语“圆柱形胶束”是指具有非球形、高长宽比形状(长度/直径＞10)的胶状聚集体，其由两亲性分子组成，其中形成胶束的两亲物的疏水性(或亲脂性)部分倾向于远离极性相(例如水)定位，而分子的极性部分(首基)倾向于在胶束-溶剂界面定位。

如本文所用，术语“生理条件”是指通常在有生命人体的机体组织内具有的温度、pH和张力(或渗透性)的条件范围。

如本文所用，术语“自组装”和“自组装物”是指由组分部分形成不连续的、非随机的聚集结构；所述组装物通过组分(例如分子)的随机运动而自发地发生，原因仅在于那些组分的固有化学或结构性质。

如本文所用，术语“支架”和“基质”可互换地指天然的或合成的结构或具有开放孔的网状结构，其在空间上延伸并在机体内或体外，为活体组织的生长提供机械的或其他支持。

如本文所用，术语“凝胶”是指半固体、粘弹性材料(能够抵抗某些机械应力而不变形)，其通过胶状液体的凝结而成形，由纤维状基质和充满流体的间隙组成。

如本文所用，术语“肽两亲物”是指最小包括非肽亲脂性片段、结构肽片段和官能肽片段的分子。肽两亲物可在生理pH下显示净电荷——净正电荷或净负电荷，或可以是两性离子的(即，既携带正电荷又携带负电荷)。

如本文和所附权利要求书中所用，术语“亲脂性片段”是指位于肽两亲物N-末端上的烃部分。该亲脂性片段在此处或别处可被称为疏水性组分或疏水性片段。亲脂性片段应具有足够的长度以提供在水或另一种极性溶剂系统中的两亲行为和胶束形成。

因此，在本发明的内容中，亲脂性片段优选地包括具有下式的单线性烷基链：C_nH_2n-1O-，其中n＝6-22。特别优选的亲脂性分子是棕榈酸(C₁₆H₃₁O-)。但是，其他小的亲脂性分子可用于替换烷基链。

如本文和所附权利要求书中所用，术语“结构肽片段”是指肽两亲物分子的中间氨基酸序列，其通常由三至十个具有非极性、不带电荷的侧链的氨基酸残基组成，所选择的氨基酸残基具有形成β-折叠二级结构倾向。选自二十个天然存在的氨基酸的适合的氨基酸残基实例包括Met(M)、Val(V)、Iie(I)、Cys(C)、Tyr(Y)、Phe(F)、Gln(Q)、Leu(L)、Thr(T)、Ala(A)、Gly(G)(以它们形成β折叠的倾向的顺序列出)。但是，也可使用具有类似的β-折叠形成倾向的非天然存在的氨基酸。在优选的实施方式中，结构肽片段的N-末端共价连接至亲脂性片段的氧，而结构肽片段的C-末端共价连接至官能肽片段的N-末端。在更优选的实施方式中，组合使用强和弱β折叠形成物，例如采用(X_A)_Na(X_B)_Nb的形式，其中X_A和X_B选自A、L、V和G并且Na和Nb为2、3或4。说明性的例子包括(SEQ ID NOs：8-19)VVVAAA AAAVVV LLLAAA VVVVVVVVVLLL LLLVVV AAAAAA AAAAGGGLLLLLL AAAGGG LLLGGG AAALLL

在本发明的内容中，一种特别优选的结构肽片段具有氨基酸序列AAALLL(SEQ ID NO：19)。该结构片段用于示例性肽两亲物SEQ IDNO：7，所述SEQ ID NO：7具有下列结构：C₁₆H₃₁O-Ala-Ala-Ala-Leu-Leu-Leu-Glu-Glu-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH。

在可选的、更优选的实施方式中，结构肽片段可采用X_C(X_A)_Na(X_B)_Nb的形式，其中X_A和X_B如上所述，X_C是“SLSL”(SEQ IDNO：20)。预期对该系统的SLSL修饰产生较慢的胶凝动力学。尽管不希望被理论所束缚，认为散布着大亮氨酸侧链的极性丝氨酸羟基可部分抑制将所述分子包装成纳米纤维。预期较慢的胶凝特别适于功能原位环境，例如手术室，在那里在将肽两亲物纳米纤维递送至机体内各种组织位点的过程中具有延缓的凝胶形成可以是有利的。如下文进一步详细讨论，一种特别优选的结构肽片段具有氨基酸序列“SLSLAAA”(SEQ IDNO：21)。

如本文和所附权利要求书中所用，术语“官能肽片段”是指C-末端定位的肽序列，其含有3至15个之间的氨基酸残基，其中至少一个(并且通常2-7个)氨基酸残基具有在生理条件下被离子化的侧链，其实例选自20个天然存在的氨基酸，包括Lys(K)、Arg(R)、Glu(E)和/或Asp(D)，但是可使用其他非天然的具有可离子化侧链的氨基酸残基，这对本领域普通技术人员将是明显的。该片段的氨基酸序列的选择通常基于整联蛋白、蛋白质、生长因子或其他生物分子的已知的结合结构域。自组装后，官能肽基团暴露在纳米纤维的表面，从而发挥呈递至环境的生物活性信号的作用。

适合用于本发明肽两亲物的官能肽序列的实例包括，但不限于，“E_nIKVAV”(SEQ ID NO：22，其中E表示谷氨酸(Glu)并且n为0和5之间的整数，优选地为1和3之间。可选地，官能肽片段可包含包括X_nIKVAV(SEQ ID NO：23)的序列，其中X是选自氨基丙二酸(Ama)、天冬氨酸(Asp)、氨基己二酸(Aib)、氨基庚二酸(Apm)或γ羧基谷氨酸(Gla)的氨基酸残基并且n还是0和5之间的整数，优选地为1和3之间。

可选地，氨基酸序列可以被反向，以使官能肽序列包括X_nVAVKI(SEQ ID NO：24)，其中n是0和5之间的整数。官能序列的其他变化是可能的，其通过用另一个类似的非极性残基，包括但不限于I、A、G、V或L来置换一个或多个非极性氨基酸残基(V、A或I)。如本领域技术人员将理解的，这些和类似的修饰可潜在地保持原始IKVAV(SEQ IDNO：5)肽序列的生物学功能。此外，本发明的一些方面可利用“合成的”(“scrambled”)肽序列，例如VVIAK(SEQ ID NO：25)，⁵²其改变它特异性结合它的相应受体、生长因子等等的能力，并且因此可改变(即，增加或降低)所述肽的原始生物学功能，其取决于所采用的具体排列。在本发明的一些情况下，利用源自层粘连蛋白1α链肽序列的较长部分，例如CRKQAASIKVAVSADR⁵³(SEQ ID NO：26)或其部分⁵⁴可以是有利的。这些官能肽片段可进一步包括处以它们原始的、反向的或合成的形式的其他已知片段，条件是它保持两亲性肽分子结合官能肽片段的相应受体、生长因子或类似物的能力。

参见WO 2004/018628，其内容通过引用并入本文。另外，本发明的两亲性肽分子可包括多于一个的官能肽序列，用于与一个或多个相应受体、生长因子或类似物进行结合相互作用。例如，美国专利公开号2005-0208589(Stupp等)，其内容通过引用并入本文，描述了具有支化结构的官能片段，用于增强的表位呈递。在美国专利公开号2005-0209145(Stupp等)和2005-0208589(Stupp等)进一步描述多表位肽两亲物，其内容通过引用并入本文。

可用于本发明肽两亲物的氨基酸包括但不限于天然存在的氨基酸和人工氨基酸。人工氨基酸的并入，例如β或γ氨基酸和含有非天然侧链的那些氨基酸，和/或其他类似的单体例如羟基酸，也被考虑，在这方面具有相应组分是肽-样的这一效果。

本发明的肽两亲物分子和组合物可使用本领域技术人员熟知的制备技术合成，优选地，通过标准固相肽合成，添加脂肪酸来替代肽N-末端的标准氨基酸，以产生亲脂性片段。合成通常从C-末端起始，使用Rink酰胺树脂(从树脂切割后在肽C-末端产生-NH₂基)或Wang树脂(在C-末端产生-OH基)向C-末端顺序添加氨基酸。因此，本发明包括肽两亲物，所述肽两亲物具有C-末端部分，所述C-末端部分可选自-H、-OH、-COOH、-CONH₂和-NH₂。

亲脂性片段通常在最后一个氨基酸偶联后，在肽的N-末端参入，并且由通过肽键连接至N-末端氨基酸的的脂肪酸或其他酸组成。在水性溶液中，PA分子自组装成圆柱形胶束，其可将亲脂性片段包埋在它们的核心并在表面展示官能肽。结构肽通过分子间氢键形成β折叠，β折叠与胶束的长轴平行定向。圆柱形胶束(也称为纳米纤维)可在水或各种含水介质中以通常0.5至4wt％的范围的浓度形成凝胶。

为诱导肽两亲物含水溶液的自组装，可改变(升高或降低)溶液的pH或将多价离子或带电的聚合物或其他大分子添加至溶液。尽管不试图被理论所束缚，但在这种情况下，通过官能肽片段上离子化的侧链之间静电排斥的中和或屏蔽(降低)来促进自组装。这些通过自组装形成的圆柱形胶束可被认为是纤维或高长宽比的纳米结构，其中官能肽片段被重复地展示在胶束表面。

本发明的PA可用于在人患者中形成生物相容性、生物可降解的凝胶，可用于产生可包括或可不包括分离的细胞的支架或模板，以产生或诱导基体产生器官或组织等效物。这种凝胶可促进细胞移植并提供新的组织生长的三维模板。预期产生的组织在组成和组织学上总体与天然存在的组织相似，这与疤痕组织相反，疤痕组织通常在机体的天然愈合过程中导致缺乏干预。

最后，在一个实施方式中，本发明提供自组装肽-两性物溶液，其可直接注射至人类患者中的靶位点，其中所述自组装的肽-两性物凝胶组构成纤维状支架或基质。在另一个实施方式中，细胞可以悬浮在自组装肽-两亲物凝胶中，所述凝胶在机体外预形成基质，然后所述基质可被移植入人患者。最终，自组装肽-两性物凝胶降解，仅留下产生的组织。在本发明的又一个实施方式中，本发明的肽-两亲物作为凝胶、固体或液体与其他组织工程材料组合使用，并用于在患者预定区域作为组织生长的模板。

本发明进一步的目的是提供自组装肽两亲物的纤维状(或纳米纤维)支架，其设计和功能以天然存在的材料和组织为模式。例如，在一个实施方式中，本发明提供自组装肽两亲物，其设计和功能以涉及中枢神经系统发育的蛋白质为模式。^37，50，51

在一个实施方式中，本发明提用组织工程材料治疗患者的方法，其包括将肽两亲物组合物施用至需要组织工程材料的患者上的靶位点的步骤。肽两亲物分子以及由其形成的凝胶的一种特别优选的用途是在神经再生和脊髓损伤治疗领域。PA组合物能够刺激神经前体细胞分化以及抑制通过CNS细胞进行的疤痕组织形成。^37，50，51本发明的PA应用也可用于调节、抑制或促进神经元中的轴突向外生长，以及调节、抑制或促进神经细胞之间的细胞-基质粘附。

该改变神经前体细胞发育的方法包括将神经前体细胞，例如干细胞、未发育的神经突、神经元或永生化细胞，与包含肽两亲物的组合物接触，所述肽两亲物改变神经前体细胞的发育。改变的发育可包括改变的神经前体细胞生长和/或分化。改变的发育可包括神经前体细胞的生长和/或轴突生长，其可包括，例如，下行运动纤维生长或上行感觉纤维生长。改变的发育也可包括神经前体细胞的分化。这可以通过抑制神经前体细胞分化成星形胶质细胞来减少星形胶质增生而实现。

用于神经前体细胞分化和/或生长的本发明组合物包含具有足以改变发育的量的本发明的肽两亲物，如上所述，并且可进一步包括其他生物相容试剂。例如，所述组合物可进一步包含一种或多种选自神经营养因子、神经元生长抑制剂的抑制剂、神经元生长引诱剂和神经元生长抑制剂的其他试剂。

改变发育的位点可发生在需要改变神经前体细胞的发育或生长的任何位点。例如，肽两亲物组合物可以在适于神经细胞分化和/或生长的条件下，通过损害部位被导入或被导入至受损神经(一根或多根)的部位。损伤神经可以存在于例如脊髓中。可选地，损伤部位可以是受损的感觉神经元或运动神经元。

组合物可以适合将肽两亲物组合物导入至神经前体细胞生长位点的任何方式加以施用，包括鞘内、静脉内或肠胃外施用包含肽两亲物的水性溶液。

本发明进一步目的是提供用于治疗对象的方法，其包括如下步骤：在使得在对象中发生神经元生长的条件下，将包含肽两亲物的组合物施用至具有受损神经的对象。本发明的组合物可促进轴突生长，例如下行运动纤维生长或上行感觉纤维生长。在一些实施方式中，所述神经元生长包括在受损神经位点的轴突生长。在一些实施方式中，所述神经元生长在所述对象中伴有降低的星形胶质增生以及相关疤痕组织形成。优选地，降低的星形胶质增生以及降低的疤痕形成发生在神经损伤的位点。在一些实施方式中，肽两亲物经与受损的组织接触而形成纳米纤维凝胶。待治疗的受损神经可以是在已受损的脊髓中的神经，例如通过创伤性脊髓损伤而受损的那些神经。在一些实施方式中，受损神经包括受损的感觉神经元。在其他实施方式，受损神经包括受损的运动神经元。在一些实施方式中，神经元生长包括受损神经元的再生发育。PA组合物可以适合将组合物引导至一根或多根受损神经的位点的任何方式进行施用，但优选通过鞘内注射肽两亲物的水性溶液来施用。在一些实施方式中，包含肽两亲物的组合物与一种或多种其他试剂共施用。

在下文中，参考实施例对本发明进行更详细的描述。但是，下述材料、方法和实施例仅说明本发明的方面，而不以任何方式试图限制本发明的范围。同样地，与本文描述的那些类似或等同的方法和材料可用于本发明的实践和测试。实施例实施例1：含有官能肽片段X_nIKVAV(SEQ ID NO：23)的肽两亲物的自动合成和纯化1.1试剂：

下列试剂或等效物按收到时的状态使用：HBTU(2-(1H-苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基脲六氟磷酸酯)、哌啶、DIEA(n，n，-二异丙基乙胺)、DMF(n，n-二甲基甲酰胺)、DCM(二氯甲烷)、TFA(三氟乙酸)、TIS(三异丙基硅烷)。所有水通过反渗透纯化并使用Millipore^TM系统过滤以达到电阻系数为18.2莫姆-cm(Mohm-cm)。9-芴基甲氧羰基(Fmoc)保护的氨基酸购自EMD Biosciences(La Jolla，CA)。在低负载Fmoc-Val-Wang树脂(约0.2-0.3mmol/g)上合成肽以改善目标肽的总产量。Fmoc-Leu-Ser(ψ^Me，Mepro)-OH(命名为“拟脯氨酸”)用于增加肽的Ser-Leu-Ser-部分的偶联效率。1.2肽合成：

使用250mL玻璃反应器，在自动肽合成仪(CS Bio Co.型号136XT)上通过固相法合成肽，在每个反应步骤过程中，每两秒将所述玻璃反应器倒转180°以使树脂完全暴露于每种试剂。将树脂首先在DCM和DMF中溶胀，然后用在DMF溶液中的30vol％哌啶进行Fmoc去保护10min，重复两次。用4.0当量的Fmoc保护的氨基酸(在DMF中0.5M)、3.8当量的HBTU(在DMF中0.475M)和6.0当量的DIEA(在DMF中0.75M)进行氨基酸偶联，每次偶联3h。在将其加入含有树脂的反应器之前，合并每一溶液并通过用高纯度氮气鼓泡3分钟而预活化溶液。每次偶联被重复两次以提高目标肽序列的产量，除了在结构肽中最接近N-末端的丙氨酸以及邻近的亮氨酸的偶联被重复三次。用在DMF中的10vol％乙酸酐进行任何未反应的游离胺的乙酰化(在偶联步骤之后)5分钟，重复三次。对于2mmol反应规模，每次去保护、乙酰化和洗涤步骤使用55mL溶液。在高纯度氮气下，储存所有试剂并进行反应。在每个反应步骤之间进行多个DCM和DMF洗涤步骤。制备所述分子的肽部分之后，使用在DMF中的2.0当量脂肪酸、1.9当量HBTU和3.0当量DIEA，用棕榈酸使肽N-末端加帽。该反应进行2h并重复至少三次，然后通过茚三酮反应对产物进行游离胺检测(也称为“Kaiser测试”)并且如有必要重复加帽以获得游离胺的阴性结果。1.3树脂切割：

将装载肽的树脂转移至200mL玻璃摇瓶，在其中用大约50mL比例为95.0∶2.5∶2.5的TFA∶TIS∶水的混合物对树脂进行切割和去保护3小时。然后，将肽两亲物溶液倾析至圆底烧瓶并且通过旋转蒸发去除TFA，同时将溶液加热至40℃，使用-78℃(干冰/异丙醇)和最终压力为约20mtorr(毫托)的收集器。在完全干燥之前停止旋转蒸发，并将剩余的粘性肽溶液(通常＜1mL)与大约200mL的冷(-20℃)乙醚一起研磨。搅拌溶液以保证接着再次冷却至-20℃过夜的溶液良好混合以完全沉淀。在中度烧结玻璃漏斗(a medium fritted glass funnel)中收集产生的肽两亲物沉淀，用冷乙醚(约200mL)洗涤三次并在真空泵下干燥(＜20英尺汞柱)。1.4纯化：

将SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：4以20mg/mL溶解在具有足以达到pH为9的氢氧化铵的含水溶液中。使用配备Phenomenex，Inc.

5μm C18柱(100×30mm)的Agilent，Inc.型号1100制备型HPLC，以5mL等分试样纯化该溶液。使用水和乙腈的洗脱梯度(各含有0.1vol％氢氧化铵缓冲液)，如图2A所示。流速为15mL/min，并且使用Timberline Instruments TL-105柱加热器，将流动相预热至约45℃。如图2A所示，在220nm波长监测UV-吸收并且收集洗脱液。使用SEQ ID NO：6试图进行类似的纯化并不成功，原因在于在所使用的含水缓冲液中该肽两亲物相对较低的溶解度。1.5冻干：

为了在制备型HPLC之后去除水和乙腈，将肽两亲物溶液转移至玻璃冻干瓶，在-78℃的干冰/异丙醇浴中壳式冷冻(shell frozen)，并且在收集器温度为-80℃以及压力＜0.100mbar的条件下工作的冷冻干燥仪上冻干至少48小时。纯化的肽两亲物的通常产量为理论产量的30-40％，对于典型的2mmol反应规模，产生约1.0g的肽纯度＞95％的物质。1.6pH调节：

称重冻干的肽两亲物粉末并且以5mg/mL的浓度重溶于USP药物级水。将得到的胶状悬浮液在超声浴中搅拌30min。将1M氢氧化钠(NaOH)溶液——由USP药物级NaOH和水制备——通过无菌0.2微米PTFE注射过滤器过滤。通过添加少量的该NaOH溶液将悬浮液的pH调节至pH 7.0-7.5的范围，使SEQ ID NO：2或SEQ ID NO：4分子易于进入溶液。1.7无菌过滤和装瓶：

将经pH调节的肽两亲物溶液通过无菌的25-mm聚醚砜低蛋白质-结合膜(Pall Life Sciences

0.8/0.2微米或等效物)过滤至无菌、预清洗的玻璃血清瓶。将冻干塞盖在瓶上，将瓶冷冻并迅速转移至冷冻干燥器并如上所述冻干。48h后，用0.2微PTFE滤膜过滤的高纯度氮气回填所述瓶并在原位停止。一旦将瓶从冷冻干燥室去除后，用铝盖卷曲密封(crimp-seal)，并且将瓶储存于-20℃直至使用。实施例2：SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：4和SEQ ID NO：6溶解性和流变性质比较本文详细检测的三种肽两亲物的结构如下：SEQ ID NO：2：C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Glu-Glu-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OHSEQ ID NO：4：C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Asp-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OHSEQ ID NO：6：C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Glu-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH

这些分子的化学结构也在图1中描述。进行实验以检测SEQID NO：2与SEQ ID NO：6的胶凝动力学和流变性质。将肽两亲物样品以10mg/mL的浓度溶于水。然后将0.125mL溶液与等体积的人工脑脊髓液(CSF)混合。^29～31人工CSF被配制成显示存在于人脊髓组织中的正常生理pH、张力和盐浓度。发现该人工CSF诱导肽两亲物SEQ ID NO：2的自组装，产生具有期望性质的凝胶。

配备25mm板的Physica，Inc.MCR 300 Molecular CompactRheometer用于测量由SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：6体外形成的凝胶的硬度。在21℃、0.5％剪切应变，以10Hz频率(ω)和0.5mm的板间间隔，测量样品。随胶凝后时间测量G′(储能模量)和G″(损耗模量)。发现胶凝后1小时，SEQ ID NO：2的复切变模量(G^*)(定义为剪切应力除以剪切应变)比SEQ ID NO：6高出一个数量级。参见图3A。

Tan(δ)(定义为损耗模量除以储能模量)量化材料中能量损耗与能量储存之间的平衡，其与粘性无关。对于SEQ ID NO：2，得到显著较低的tan(δ)值，表明在人工脑脊髓液中，与SEQ ID NO：6更具“液体-样”的行为相比，SEQ ID NO：2更具“凝胶-样“性质。参见图3B。

尽管SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：6之间的氨基酸序列变化乍看起来相对较小，但是它带来几个重要的和预料不到的结果。额外的谷氨酸残基增加了水溶性并扩宽了在其中分子可溶的含水缓冲液的类型。缺乏该修饰，在SEQ ID NO：6中仅有在生理条件下电离的氨基酸侧链形成两性离子(例如Glu-Ile-Lys)，这限制了所述分子在大部分含水缓冲液中的溶解性。例如，在0.1vol％氢氧化铵缓冲液中，SEQ ID NO：2可以20mg/mL的浓度溶解，但是SEQ ID NO：6在该缓冲液中仅仅微溶。这种改变对于肽两亲物的可制造性和临床开发具有重要意义，因为在氢氧化铵缓冲液中的溶解性大大促进采用HPLC的纯化。

在羧酸和氨基侧链之间两性离子或盐桥的形成对SEQ ID NO：6溶解性的影响进一步通过用天冬氨酸(Asp)(SEQ ID NO：4)来置换SEQID NO：6中的单个谷氨酸来说明。这种表面上无关紧要的修饰(从残基上缺失一个亚甲基)引起在氢氧化铵缓冲液中肽两亲物水溶性增加大于20倍，大大促进采用HPLC的纯化(参见图2D)。

另外，在人工脑脊髓液中由SEQ ID NO：2形成的凝胶的硬度增加更好地模拟天然中枢神经系统(脑和脊髓)组织的机械性质，其具有100-1000Pa的弹性模量。32

这些显著和意想不到的性质上的变化强调了在设计用于组织工程应用的肽两亲物时，氨基酸序列选择的重要性。结果也突出了仅从氨基酸序列推理来预测溶解性、动力学或宏观机械性质的困难。重要地，采用SEQ ID NO：2和SEQ ID NO：4肽两亲物获得的溶解性和凝胶硬度的改进可被实现，同时保持原始SEQ ID NO：6结构的三个基本元件：棕榈酰亲脂性片段、β-折叠形成结构片段SLSLAAA(SEQ ID NO：21)以及功能C-末端片段IKVAV(SEQ ID NO：5)。因此，预期即使没有改进的话，自组装凝胶的纳米级形态及其生物活性也将是类似的。

工业实用性

本文所述的肽两亲物组合物具有预想不到的优异胶凝动力学和流变性质，例如改进的溶解性，其进而促进对药物应用例如体内施用至人类患者所必需的提高的纯度程度的实现。另外，在CSF中形成的本发明的改进的肽两亲物组合物的凝胶具有增加的机械刚度，其更好地模拟在天然中枢神经系统中的组织的机械性质，进而与间质干细胞的改进的神经原性分化相关。参考文献1.Stendahl，J.C.；M.S.Rao；M.O.Guler；S.I.Stupp″Intermolecular forcesin the self-assembly of peptide amphiphile nanofibers″Adv.Func.Mater.2006，16，499-508.2.Tovar，J.D.；R.C.Claussen；S.I.Stupp″Probing the interior of peptideamphiphile supramolecular aggregates″J.Am.Chem.Soc.2005，127(20)，7337-45.3.Fields，G.B.″Induction of protein-like molecular architecture byself-assembly processes″Bioorg.Med.Chem.1999，7(1)，75-81.4.Yu，T.C.；M.Tirrell；G.B.Fields″Minimal lipidation stabilizes protein-likemolecular architecture″J.Am.Chem.Soc.1998，120(39)，9979-87.5.Fields，G.B.；J.L.Lauer；Y.Dori；P.Forns；Y.C.Yu；M.Tirrell″Proteinlikemolecular architecture：Biomaterial applications for inducing cellular receptorbinding and signal transduction″Biopolymers 1998，47(2)，143-51.6.Yu，Y.C.；P.Berndt；M.Tirrell；G.B.Fields″Self-assembling amphiphilesfor construction of 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本文提到的所有专利和出版物通过引用的方式以其全部内容并入。本文中没有任何内容被解释为承认本发明由于在先发明而不能占先于这些公开内容。

尽管本发明已被详细并参考其具体实施方式进行了描述，但是应理解的是，上文的描述实际上是示例性和说明性的，并且意图说明本发明及其优选实施方式。通过常规实验，本领域普通技术人员容易认识到可对其进行各种变化和修饰而不偏离本发明的精神和范围。例如，各种肽两亲物已就具体氨基酸残基进行了描述；但是，其他残基也可一起使用以促进特定组织在由其制备的纳米结构上的生长和再生。同样地，尽管本发明已被描述为可应用至生物医学或组织工程使用，但是其他优势和特征通过下文提交的权利要求而变得明显，如本领域技术人员将理解的，这些权利要求的范围有它们合理的等同范围来确定。因此，本发明旨在不受上述说明书限定，而是被下列权利要求和它们的等同物来限定。

序列表

SEQ ID NO：1

Ser Leu Ser Leu Ala Ala Ala(Xaa)n

Xaa表示具有酸性侧链的氨基酸残基，包括但不限于Glu和Asp；n＝0-5。

SEQ ID NO：2

Ser Leu Ser Leu Ala Ala Ala Glu Glu Ile Lys Val Ala Val

N-末端Ser连接于16碳烷基链。

SEQ ID NO：3

Ser Leu Ser Leu Ala Ala Ala Xaa

Xaa选自氨基丙二酸(Ama)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、氨基己二酸(Aib)、

氨基庚二酸(Apm)或γ羧基谷氨酸(Gla)。

SEQ ID NO：4

Ser Leu Ser Leu Ala Ala Ala Asp Ile Lys ValAla Val

N-末端Ser连接于16碳烷基链。

SEQ ID NO：5

Ile Lys Val Ala Val

SEQ ID NO：6

Ser Leu Ser Leu Ala Ala Ala Glu Ile Lys Val Ala Val

N-末端Ser连接于16碳烷基链。

SEQ ID NO：7

Ala Ala Ala Leu Leu Leu Glu Glu Ile Lys Val Ala Val

N-末端Ala连接于16碳烷基链。

SEQ ID NO：8

Val Val Val Ala Ala Ala

SEQ ID NO：9 Ala Ala Ala Val Val Val

SEQ ID NO：10

Leu Leu Leu Ala Ala Ala

SEQ ID NO：11

Val Val Val Val Val Val

SEQ ID NO：12

Val Val Val Leu Leu Leu

SEQ ID NO：13

Leu Leu Leu Val Val Val

SEQ ID NO：14

Ala Ala Ala Ala Ala Ala

SEQ ID NO：15

Ala Ala Ala Ala Gly Gly Gly

SEQ ID NO：16

Leu Leu Leu Lue Leu Leu

SEQ ID NO：17

Ala Ala Ala Gly Gly Gly

SEQ ID NO：18

Leu Leu Leu Gly Gly Gly

SEQ ID NO：19

Ala Ala Ala Leu Leu Leu

SEQ ID NO：20

Ser Leu Ser Leu

SEQ ID NO：21

Ser Leu Ser Leu Ala Ala Ala

SEQ ID NO：22

(Glu)n Ile Lys Val Ala Val

其中n＝2-5

SEQ ID NO：23

(Xaa)n Ile Lys Val Ala Val

Xaa表示具有酸性侧链的氨基酸残基，包括但不限于氨基丙二酸(Ama)、天冬氨酸(Asp)、

氨基己二酸(Aib)、氨基庚二酸(Apm)或γ羧基谷氨酸(Gla)；n＝1-5。

SEQ ID NO：24

(Xaa)n Val Ala Val Lys lle

谷氨酸(Glu)、氨基己二酸(Aib)、氨基庚二酸(Apm)或γ羧基谷氨酸(Gla)；n＝1-5。

SEQ ID NO：25

Val Val Ile Ala Lys

SEQ ID NO：26

Cys Arg Lys Gln Ala Ala Ser Ile Lys Val Ala Val Ser Ala Asp Arg

SEQ ID NO：27

(Xaa)m Ile Lys Val Ala Val(Xbb)p

谷氨酸(Glu)、氨基己二酸(Aib)、氨基庚二酸(Apm)或γ羧基谷氨酸(Gla)；Xbb表示任何氨基酸残基；

m＝0-5；p＝0-3。

SEQ ID NO：28

(Xaa)m Val Ala Val Lys Ile(Xbb)p

m＝0-5；p＝0-3。

SEQ ID NO：29

Glu Glu Ile Lys Val Ala Val

SEQ ID NO：30

Asp Ile Lys Val Ala Val

SEQ ID NO：31

Arg Gly Asp

SEQ ID NO：32

Tyr Ile Gly Ser Arg

Claims

1.具有下列结构之一的分子：C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Glu-Glu-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH(SEQ ID NO：2)或C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Asp-Ile-Lyss-Val-Ala-Val-OH(SEQ ID NO：4)。

2.治疗有需要的对象的神经损伤的方法，其包括向所述对象施用组合物，所述组合物包含权利要求1所述的化合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述受损神经是在所述对象的脊髓中的神经。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述受损神经包括感觉神经元。

5.根据权利要求2所述的方法，其中所述损伤神经包括运动神经元。

6.根据权利要求2所述的方法，其中所述组合物被鞘内施用。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述组合物是保护所述化合物的含水溶液。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述化合物在所述对象内形成纳米纤维凝胶。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述纳米纤维凝胶经与所述受损神经接触而形成。

10.根据权利要求2所述的方法，其中所述组合物进一步包含一种或多种选自神经营养因子、神经元生长抑制剂的抑制剂、神经元生长引诱剂和神经元生长抑制剂的其他试剂。

11.肽两亲物，其在水性介质中可溶并且在生理条件下提供凝胶，所述肽两亲物包括：

(a)亲脂性片段，选自式C_nH_2n-1O的单线性烷基链，其中n＝6-22，通过肽键被连接至所述肽的N-末端；

(b)所述分子的结构肽片段中间体，其包括具有非极性侧链的3-8个氨基酸残基，具有主要形成β-折叠二级结构的倾向；和

(c)C-末端官能肽片段，其选自SEQ ID NOs：22-26、31和32的任何一个或具有包括(Xaa)_m-Ile-Lys-Val-Ala-Val-(Xbb)_p(SEQ ID NO：27)或(Xaa)_m-Val-Ala-Val-Lys-Ile-(Xbb)_p(SEQ ID NO：28)的式，其中m＝0至5，p＝0至3，Xaa选自一个或多个具有酸性侧链的氨基酸残基，并且Xbb选自任何氨基酸。

12.根据权利要求11所述的肽两亲物分子，其中Xaa是选自氨基丙二酸(Ama)、天冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、氨基己二酸(Aib)、氨基庚二酸(Apm)或γ羧基谷氨酸(Gla)的氨基酸残基。

13.根据权利要求11所述的肽两亲物分子，其中Xaa是选自谷氨酸(Glu)和天冬氨酸(Asp)的氨基酸残基。

14.根据权利要求11所述的肽两亲物分子，其中n＝16并且因此所述亲脂性片段包括棕榈酸。

15.根据权利要求11所述的肽两亲物分子，其中所述结构肽片段选自SEQ ID NO：8-21。

16.根据权利要求11所述的肽两亲物分子，其中Xaa是谷氨酸，m是2，而p是0。

17.根据权利要求11所述的肽两亲物分子，其中Xaa是天冬氨酸，m是1，而p是0。

18.根据权利要求1 6所述的肽两亲物分子，其中所述官能肽片段以游离酸封端并且包括序列Glu-Glu-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH(SEQ ID NO：29)。

19.根据权利要求17所述的肽两亲物分子，其中所述官能肽片段以游离酸封端并且包括序列Asp-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH(SEQ ID NO：30)。

20.组合物，其包含权利要求1或11的一种或多种肽两亲物分子，其自组装以形成一个或多个纤维结构。

21.根据权利要求20所述的组合物，其中所述纤维结构是圆柱形胶束。

22.基底，其具有包被在其上的权利要求20所述的组合物。

23.生物相容性、生物可降解的凝胶，其包含权利要求1或11所述的肽两亲物分子，所述凝胶作为组织生长的支架。

24.生物相容性、生物可降解的凝胶，其包含权利要求20所述的纤维结构，所述凝胶作为组织生长的支架。

25.基质或支架，其包含权利要求20所述的组合物。

26.药物组合物，其包含权利要求1或11所述的一种或多种肽两亲物分子与药学上可接受载体的组合。

27.治疗患有神经损伤的人类患者的方法，其包括在刺激神经元再生的条件下，将组合物施用至所述对象的步骤，所述组合物包含权利要求11所述的肽两亲物分子。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述受损神经已通过创伤性脊髓损伤而受损。

29.根据权利要求28所述的方法，其中所述肽两亲物分子具有下列结构：C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Glu-Glu-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH(SEQ ID NO：2)。

30.根据权利要求28所述的方法，其中所述肽两亲物分子具有下列结构：C₁₆H₃₁O-Ser-Leu-Ser-Leu-Ala-Ala-Ala-Asp-Ile-Lys-Val-Ala-Val-OH(SEQID NO：4)。

31.根据权利要求27所述的方法，其中所述肽两亲物经与脑脊髓液接触形成凝胶。

32.促进神经祖细胞发育的方法，包括将所述神经祖细胞与组合物接触，所述组合物包含权利要求1或11所述的肽两亲物。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述神经元的发育包括轴突生长。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述轴突生长包括下行运动纤维生长。

35.根据权利要求33所述的方法，其中所述轴突生长包括上行感觉纤维生长。

36.根据权利要求32所述的方法，其中所述组合物进一步包含神经营养因子。

37.根据权利要求32所述的方法，其中所述神经祖细胞在所述对象中伴有降低的星形胶质增生。

38.根据权利要求32所述的方法，其中所述接触包括鞘内施用包含所述肽两亲物的含水溶液。

39.根据权利要求32所述的方法，其中所述神经祖细胞是干细胞。

40.根据权利要求32所述的方法，其中所述神经祖细胞是神经突或未发育的神经元。

41.根据权利要求32所述的方法，其中所述神经祖细胞是永生的。

42.根据权利要求32所述的方法，其中所述改变的发育包括所述神经祖细胞的生长。

43.根据权利要求32所述的方法，其中所述改变的发育包括所述神经祖细胞的分化和生长。

44.根据权利要求32所述的方法，其进一步包括抑制所述神经祖细胞分化成星形胶质细胞。

45.制备如权利要求11所述的肽两亲物的方法，其中使用聚合树脂载体进行固相肽合成，所述聚合树脂载用受保护的氨基酸以0.1-0.4mmol/g的负载组分预负载，所述负载组分被选择以提高所述肽的合成产量。

46.制备如权利要求11所述的肽两亲物的方法，其中丝氨酸残基以拟脯氨酸(噁唑烷)二肽的形式被参入所述肽序列，所述方法被选择以提高所述肽的合成产量。