CN101821390A - 用于调节靶rna活性的寡核苷酸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于调节靶RNA活性的寡核苷酸。因而,本发明提供与靶RNA的微RNA结合位点结合的寡核苷酸。所述寡核苷酸可以激活RNA酶H或RNAi。在优选的实施方案中,该寡核苷酸防止微RNA与靶RNA的结合位点结合并且因而防止该微RNA调节此靶RNA。此类寡核苷酸用于新治疗剂的研究和开发中。
Description
发明背景
本发明涉及可以用来影响靶RNA活性的寡核苷酸。
第一代此类寡核苷酸是意图影响靶mRNA活性的反义寡核苷酸。对此类寡核苷酸感兴趣的一个原因是可以因特异性碱基配对而实现的强烈且可预测专一性的潜能。换句话说,设计针对给定核酸如mRNA为高度特异的寡核苷酸在理论上是极简单的。
然而,已经证明简单的碱基配对不足以实现调节给定靶mRNA,即与给定靶mRNA互补的寡核苷酸没有实质地影响靶mRNA的活性。若该寡核苷酸靶向mRNA的可读框,例如可以是这种情况,即翻译装置在翻译期间单纯地替代该寡核苷酸。因而,开发了会改善该寡核苷酸的调节活性的手段。
例如,开发了可以激活RNA酶H对靶mRNA切割的寡核苷酸。此类寡核苷酸的一个潜在缺点是它们可以介导除预期靶mRNA之外的其他RNA的切割,即产生脱靶效应。另外,借助RNA酶H切割发挥作用的此类寡核苷酸处于治疗多种疾病的临床试验中。
近来,研究已经证实包括哺乳动物细胞在内的真核细胞包含利用RNA作为专一性决定因素的一个复杂基因调节系统(本文中也称作RNAi机器)。该系统可以由所谓siRNA触发,所述的siRNA可以被引导至目的细胞以调节靶mRNA的活性。目前,大量工作投入用siRN触发RNAi机器以特异性地调节靶RNA,尤其靶mRNA。广泛地认为这种方法有很大希望用于开发新治疗剂。如下文还将概述,这种方法的主要优点是siRNA的专一性取决于siRNA的引导链与靶RNA之间的互补性程度,即可以控制靶专一性。然而,已经证明siRNA可以具有比最初设想更少的特异性。最初,认为仅携带对siRNA的引导链完全互补的区段的靶RNA会受到影响,即被RNAi机器靶向。新研究表明siRNA确实产生明显的脱靶效应,即调节非预期的靶。现在认为这些脱靶起因于siRNA或而非充当微RNA的siRNA的引导链。
微RNA是最近发现并且通过RNAi机器作为siRNA发挥作用的一类内源性RNA分子。当前,已经发现约500种人类微RNA并且数目正在迅速增加。现在认为超过三分之一的人类基因可以受微RNA调节。因此,微RNA本身可以用来调节靶RNA的活性,并且因而例如用作治疗剂。
然而,微RNA通常对多于一种靶RNA起作用,即它们是不加区分的。因此,向细胞中导入微RNA或调节微RNA水平会影响多于一种靶mRNA的活性并且因而经常产生不想要的脱靶效应。
已经提出一种新近方法,其中通过抑制微RNA的活性调节靶RNA活性。可以使用已经命名为反微RNA(反mir)(antimir)和拮抗微RNA(拮抗mir)(antagomir)的互补性寡核苷酸抑制微RNA。由于微RNA本身是不加区分的,反mir或拮抗mir也将是不加区分的并且影响多于一种靶RNA的活性。
发明简述
本发明涉及用于调节靶RNA活性的寡核苷酸。本发明的寡核苷酸可以激活RNA酶H、RNAi或阻止RNAi。在优选的实施方案中,本发明的寡核苷酸能够防止微RNA调节靶RNA。
因此,本发明的第一方面是寡核苷酸,其包含与SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQ ID NO:1-56中任意者的至少8个邻接碱基互补的邻接序列。
本发明的其他方面涉及调节靶RNA活性的方法、包含有效量的本发明寡核苷酸的药物组合物、用作药物的本发明寡核苷酸和治疗方法,所述治疗方法包括将治疗有效量的本发明寡核苷酸给药至有需要的人。
发明详述
定义
在以往申请PA 200700860“来自微RNA靶的Xmirs”中,当指本发明的寡核苷酸时,使用术语“Xmir”。在这项申请中,偏好性地使用术语“本发明的寡核苷酸”或备选地“阻断miR(blockmir)”胜于术语Xmir。因此,当使用Xmir或阻断miR时,指本本发明的寡核苷酸。阻断miR是本发明寡核苷酸的具体的优选实施方案,其中所述寡核苷酸可以用来阻止对特定靶RNA的微RNA调节作用。
术语“调节”和“调变”在本文可互换地使用。
当指“靶mRNA的活性”时,通常意指靶mRNA表达,即翻译成蛋白质或肽。因而,调节靶mRNA的活性可以包括降解该mRNA和/或翻译性调节。调节也可以包括影响该mRNA的胞内运输。在本发明的优选实施方案中,所述寡核苷酸能够调节靶mRNA的表达。在另一个优选的实施方案,所述寡核苷酸可以介导靶mRNA的降解。所述活性也可以是复制。
当靶RNA是病毒RNA时,本发明的寡核苷酸可以影响病毒复制或干扰该病毒增殖。
如本领域中所用,调节可以是正向的或负向的。即,调节物(例如寡核苷酸或微RNA)可以提高靶(例如靶mRNA)的活性或它可以降低该靶的活性。
当指“RNA的靶序列”时,意指参与微RNA调节作用或对其必需的RNA区域。术语“靶区域和靶序列”在本文中可互换地使用。
意图不受理论束缚,认为该区域包含在微RNA调节靶RNA期间与微RNA直接相互作用的碱基。在优选的实施方案中,靶序列是对于微RNA调节作用必需的靶RNA区域。可以使用报道系统确定此类区域,其中针对系统性缺失靶RNA检验活性以确定靶序列。如将从该说明书显而易见,本发明的寡核苷酸也可以用来确定对微RNA调节作用必需的靶RNA区域。优选地,所述靶序列包含反种子序列,其中所述反种子序列与微RNA的种子序列互补并且还与本发明寡核苷酸的引导序列互补。
如本领域中所用的术语“微RNA”具有与本领域一般已知那样相同的意思。即,术语“微RNA”指能够调节靶mRNA活性的一般18-22个核苷酸的非翻译性小RNA。微RNA一般从原微RNA加工成称作前微RNA的短茎-环结构并且最终加工为成熟的miRNA。前微RNA的茎的两条链可以加工为成熟的微RNA。
miRBase(http://microrna.sanqer.ac.uk/sequences/)是已知微RNA的汇编。也可以在这个网站上找到预测和已知的微RNA靶。
如本领域中所用的术语siRNA(短干扰RNA)具有与本领域一般已知那样相同的意思。即,术语siRNA指双链RNA复合体,其中所述链的长度一般是18-22个核苷酸。极经常地,该复合体具有3′-突出端。
当指本文中的RNAi机器时,意指对siRNAs和微RNA的活性或对于RNAi途径必需的细胞成分。该RNAi机器的主要成员是RNA诱导沉默复合体(RISC复合体)。
如本文提及,一个RNA单元是组成RNA聚合物的单体之一。因而,一个RNA单元也称作一个RNA单体或一个RNA核苷酸。同样地,一个DNA单元是组成DNA聚合物的单体之一并且DNA单元也可以称作DNA单体或DNA核苷酸。
当指碱基时,意指核苷酸的碱基。该碱基可以是DNA、RNA、INA、LNA或能够特异性碱基配对的任何其他核酸的部分。该碱基也可以PNA(肽核酸)的部分或吗啉代。在一些实施方案中,该碱基可以是通用碱基。
当指序列的长度,可以指单元数目或碱基数。
当指互补性序列时,G与C配对,A与T和U配对并且反之亦然。在优选的实施方案中,G还与U配对并且反之亦然,以形成所谓摇摆碱基对。在另一个优选的实施方案,可以在本发明的微RNA或寡核苷酸中包含次黄苷(I)碱基。I碱基与A、C和U配对。仍在另一个优选实施方案中,可以使用通用碱基。通用碱基一般可以与G、C、A、U和T发生碱基配对。通用碱基往往不与另一条链上的相对碱基形成氢键。仍在另一个优选实施方案中,互补性序列指仅含沃森-克里克(Watson-Crick)碱基对的邻接序列。
如本领域中所用,术语“能够与......碱基配对”可互换地与“互补于”使用。因而,在一个实施方案中,该寡核苷酸包含一个或多个次黄苷碱基。
第一方面
在第一方面,本发明提供寡核苷酸,其包含与SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQ ID NO:1-56中任意者的至少8个邻接碱基互补的邻接序列。当指本文中的取代时,其意指可以将特定位置处的碱基取代为另一个碱基。所述取代可以起因于靶RNA中存在单核苷酸多态性。在一个实施方案中,术语“取代”也包括缺失和添加。更优选地,术语“取代”不包括缺失和添加。
SEQ ID NOs:1-56代表验证的微RNA靶(也称作靶RNAs)或推定性微RNA靶的序列。因而,本发明的寡核苷酸可以用来验证SEQ ID NOs:1-56是否确实包含微RNA靶并且受微RNA调节。另外,本发明的寡核苷酸也可以用来调节靶RNA的活性,例如用来在基础研究中研究调节网络。
本发明的寡核苷酸也可以找到治疗性应用,例如当特定微RNA上调并且导致对靶RNA的不期望的微RNA调节作用。另一种情况是当SNP(单核苷酸多态性)的存在产生微RNA靶并且因此引起不想要的微RNA调节作用时。在实施例部分进一步给出例子。
表1.靶序列表
SEQID NO | GENE | SEQUENCE |
1 | Mtpn | GUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUU |
2 | TGFB1 | CCGCCCCGCCCCGGCAGGCCCGGCCCCACCCCGCCCCGCC |
SEQID NO | GENE | SEQUENCE |
3 | 5′UTR | GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC |
4 | SOCS-3 | UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU |
5 | Traf-6 | CAUAAUCCUUGGAAAACUUAAGUUCUCAUUCACCCCAGUU |
6 | Irak-I | CCCCCAAAUCCGGAAGUCAAAGUUCUCAUGGUCAGAAGUU |
7 | P27kip1 | UCUGCCUCUAAAAGCGUUGGAUGUAGCAUUAUGCAAUUAG |
8 | P27kip1 | GUAUAUAGUUUUUACCUUUUAUGUAGCACAUAAACUUUGG |
9 | P27kip1 | AAAGUUUGUUAGAUAGCUGCAUGUGGCUUUUUUAAAAAAG |
10 | P27kip1 | UCUAGACAAUAUACAAGCCAAAGUGGCAUGUUUUGUGCAU |
11 | TPM1 | CAGUGUCAAAUAAACACUGUGUAAGCUAAAAAAAANNNNN |
12 | LATS2 | AUUUAGUACAGUUUAGAAAGAGCACUUAUUUUGUUUAUAU |
13 | LATS2 | UACAUUUGUAUUUUAUCCAUAGCACUUAUUCACAUUUAGG |
14 | RB1 | UAACACAGUAUAUCCCAAGUGCACUUUCUAAUGUUUCUGG |
15 | TGFBR2 | UACAAUAGCCAAUAACAUUUGCACUUUAUUAAUGCCUGUA |
16 | PTEN | GAGCAGCAUUUAUAGAGUUUGAUGGCAAAUAGAUUAGGCA |
17 | PTEN | UGGCAACAGAUAAGUUUGCAGUUGGCUAAGAGAGGUUUCC |
SEQID NO | GENE | SEQUENCE |
18 | PTEN | UGUGCAGCAGCUUACAUGUCUGAAGUUACUUGAAGGCAUC |
19 | PTEN | GUUCACUAGCUGUGGUCUGACCUAGUUAAUUUACAAAUAC |
20 | PTEN | AUAGGACAUUGUGUCAGAUUACCAGUUAUAGGAACAAUUC |
21 | HIV3′UTR | GGAUUGUGGAACUUCUGGGACGCAGGGGGUGGGAAGCCCU |
22 | HIV3′UTR | GAACUUCUGGGACGCAGGGGGUGGGAAGCCCUCAAAUAUU |
23 | HIV3′UTR | AGGGCCAGGGGUCAGAUAUCCACUGACCUUUGGAUGGUGC |
24 | HIV3′UTR | GACAUCGAGCUUGCUACAAGGGACUUUCCGCUGGGGACUU |
25 | HIV3′UTR | AGACCAGAUCUGAGCCUGGGAGCUCUCUGGCUAACUAGGG |
26 | c-myb | CAAUACAUUUGAAAACUUGUUUGGGAGACUCUGCAUUUUU |
27 | c-myb | GCAUGCGUUGCACUUCUUUUUUGGGAGAUGUGUGUUGUUG |
28 | c-myb | CAACAUGAAACUUUUCAUGAAUGGGAGAAGAACCUAUUUU |
29 | c-myb | UAGCCUGACUGUUUUAUAAUUUGGGAGUUCUGCAUUUGAU |
30 | HOXD10 | AUUAUUUUUUCAUCGUAAUGCAGGGUAACUAUUAUUGCGC |
31 | micb | ACUCCCUGCCUGGAUCUCACCAGCACUUUCCCUCUGUUUC |
32 | mica | AUUCCCUGCCUGGAUCUCACGAGCACUUUCCCUCUUGGUG |
33 | Pdcd4 | CUUCUUAAGUGGAAUAUUCUAAUAAGCUACCUUUUGUAAG |
34 | tnf | AUGUUUGCACUUGUGAUUAUUUAUUAUUUAUUUAUUAUUU |
35 | tnf | UGUGAUUAUUUAUUAUUUAUUUAUUAUUUAUUUAUUUACA |
36 | tnf | UUUACAGAUGAAUGUAUUUAUUUGGGAGACCGGGGUAUCC |
SEQID NO | GENE | SEQUENCE |
37 | tnf | GGGUAUCCUGGGGGACCCAAUGUAGGAGCUGCCUUUUUUC |
38 | tnf | GCUCAAAAGAGAAUUGGGGGCUUAGGGUCGGAACCCAAG |
39 | tnf | CUAGAAAUUGACACAAGUGGACCUUAGGCCUUCCUCUCUC |
40 | tnf | CUGACAUCUGGAAUCUGGAGACCAGGGAGCCUUUGGUUCU |
41 | tnf | CAUUGCUGAGCCUCUGCUCCCCAGGGGAGUUGUGUCUGUA |
42 | tnf | AACCUGGGAUUCAGGAAUGUGUGGCCUGCACAGUGAAGUG |
43 | tnf | AGGCUGUUCCCAUGUAGCCCCCUGGCCUCUGUGCCUUCUU |
44 | sufu | UGCCUGGGUCCCUGUUACAAGUCAGGAGCCCUGUAGGGAG |
45 | Fus-1 | AGCACAGCAGGGCAUAUACCAGUCAGGAAUGCCCGUUACC |
46 | Fus-1 | GUUGAGAGAGUGCAGGCUGGGGUCAGGACAGGCUGCGGAU |
47 | cd44 | UAUGUAUAUUGCUGAGUUGAAAGCACUUAUUGGAAAAUAU |
48 | cd44 | CCAGAGAUGGUUUUCCACUCCUUCUAGAUAUUCCCAAAAA |
49 | cd44 | UACACAUCUUCAACAGACCCCCUCUAGAAAUUUUUCAGAU |
50 | cd44 | GACUUUUCAGAGCACACCCUUCCUCUGGUUUUUGUAUAUU |
51 | pten | ACUAGUUUUCAAUCAUAAUACCUGCUGUGGAUGCUUCAUG |
52 | pten | GGAAUUGGCCGCUGUCACUGCUUGUUGUUUGCGCAUUUUU |
53 | pten | AGAUGUCCAUUUGUUAUUGUGUUUGUUAACAACCCUUUAU |
54 | ZBTB10 | GCUGGAUAGUAGUUAUGUUGCUGUGAAAACUGUAGGGUCA |
55 | Myt1I | AAUGUGUGGAAUCACAAGUUGCUGUGAUACUUCAUUUUUA |
56 | Myt1I | CUGACCUUUCAUAUGGAUUAUUGUGAGUCAUCAGAGUUUA |
邻接互补性序列
在另一个实施方案,本发明的寡核苷酸包含与以下序列互补的邻接序列,所述序列选自由SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQ IDNO:1-56中任意者的至少9个邻接碱基、至少10个邻接碱基、至少11个邻接碱基、至少12个邻接碱基、至少13个邻接碱基、至少14个邻接碱基、至少15个邻接碱基、至少16个邻接碱基、至少17个邻接碱基、至少18个邻接碱基、至少19个邻接碱基、至少20个邻接碱基、至少22个邻接碱基、至少25个邻接碱基、至少30个邻接碱基和至少35个邻接碱基所组成的组中。
又在另一个实施方案中,本发明的寡核苷酸包含与以下序列互补的邻接序列,所述序列选自由SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQID NO:1-56中任意者的不多于8个邻接碱基、不多于9个邻接碱基、不多于个10邻接碱基、不多于11个邻接碱基、不多于12个邻接碱基、不多于13个邻接碱基、不多于14个邻接碱基、不多于15个邻接碱基、不多于16个邻接碱基、不多于17个邻接碱基、不多于18个邻接碱基、不多于19个邻接碱基、不多于20个邻接碱基、不多于22个邻接碱基、不多于25个邻接碱基、不多于30个邻接碱基和不多于25个邻接碱基所组成的组中。
在另一个实施方案中,本发明的寡核苷酸包含与以下序列互补的邻接序列,所述序列选自由SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQID NO:1-56中任意者的8个邻接碱基、9个邻接碱基、10个邻接碱基、11个邻接碱基、12个邻接碱基、13个邻接碱基、14个邻接碱基、15个邻接碱基、16个邻接碱基、17个邻接碱基、18个邻接碱基、19个邻接碱基、20个邻接碱基、21个邻接碱基、22个邻接碱基、23个邻接碱基、24个邻接碱基、25个邻接碱基、30个邻接碱基和35个邻接碱基所组成的组中。
甚至更优选地,本发明的寡核苷酸包含邻接序列,其选自由与SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQ ID NO:1-56中任意者互补的8-25个碱基、10-22个碱基和12-20个碱基所组成的组中。
因而,邻接碱基对可以在本发明的寡核苷酸与SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQ ID NO:1-56中任意者之间形成。
优选地,邻接碱基配对包括SEQ ID NO:1-56中任意者或包含1、2或3个取代的SEQ ID NO:1-56中任意者的第22-27位置。即,优选地,本发明的寡核苷酸包含与SEQ ID NO:1-56或包含1、2或3个取代的SEQ ID NO:1-56中任意者的第22-27位置互补的邻接序列。
包括第22-27位置的邻接碱基配对是重要的,因为该区域对应于微RNA的种子区域。
在一个实施方案中,碱基配对终于第27位置。在其他实施方案中,碱基配对分别终于第28、29、30、31、32和33位置。
在一个实施方案中,碱基配对始于第22位置。在其他实施方案中,碱基配对分别始于第21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6和5位置。
仍在另一个实施方案中,碱基配对包括第8-28、8-27、9-27、10-27、11-27、12-27、13-27、14-27、15-27、16-27、17-27、18-27、19-27、20-27、21-27、9-28、10-28、11-28、12-28、13-28、14-28、15-28、16-28、17-28、18-28、19-28、20-28和21-28位置。
寡核苷酸的长度
还如实施例部分中概述,可以在长度方面调整寡核苷酸以满足各种标准。为了与其靶RNA强烈结合,可以增加长度。在一些情况下,使用较短的寡核苷酸,可以改善向细胞中送递。另外,在其他情况下,可以调整寡核苷酸相对于靶RNA的反种子序列的位置,即可以调整与表1靶RNA(SEQ ID NO:1-56)的第22-27位置互补的碱基的位置,从而它们位于例如寡核苷酸的5′末端、位于3′末端或位于所述寡核苷酸的中部。优选地,与第22-27位置互补的碱基的位置位于寡核苷酸中,从而所述碱基始于第1位置、第2位置、第3位置、第4位置、第5位置或第6位置或在第2位置、第3位置、第4位置、第5位置或第6位置上游的位置处或在第2位置、第3位置、第4位置、第5位置或第6位置下游的位置处,其中所述位置从寡核苷酸的5′末端计数。
优选地,本发明寡核苷酸的长度在8个和25个碱基之间。甚至更优选地,本发明寡核苷酸的长度在10个和20个碱基之间。
取代
在一个实施方案中,SEQ ID NO:1-56中任意者可以包含1或2个取代。
还在一个实施方案中,SEQ ID NO:1-56中任意者可以仅包含1个取代。
在一个实施方案中,SEQ ID NO:1-56中任意者可以不包含任何取代。
又在另一个实施方案中,SEQ ID NO:1-56中任意者的取代位于本发明寡核苷酸与SEQ ID NO:1-56中任意者之间的互补性区域内。
取代可以出于多种原因而存在于SEQ ID NO:1-56中任意者中。它们可以例如是可增强或降低对给定靶RNA的微RNA调节作用的SNP。SNP甚至可以创造新的微RNA靶位点,从而引起对给定靶RNA的异常微RNA调节作用。RNA编辑也可以产生取代。
仍在另一个实施方案中,仅1个取代可以存在于SEQ ID NOs:1-56中任意者的第22-27位置内。在这个实施方案中,其他取代可以存在于靶序列中的其他地方。因而,可以例如在第22-27位置内存在一个取代并且在靶RNA(SEQ ID NOs:1-56中任意者)中的其他地方存在一个或两个更多的取代。
本发明寡核苷酸的活性
RNA酶H激活
在本发明的一个实施方案中,寡核苷酸能够激活RNA酶H。RNA酶H将切割RNA-DNA双链体的RNA部分并且技术人员熟知RNA酶H激活的结构要求。这种机制极经常地用来实现常规反义调节,例如通过使用所谓缺口聚体(gapmer)。缺口聚体是包含带脱氧糖(缺口)和修饰侧翼的中央区域的反义寡核苷酸。缺口聚体极经常地包含改善生物稳定性的硫代磷酸酯核苷酸间键并且侧翼包含例如也改善生物稳定性(即抵抗溶核攻击)的2-O-修饰。所述也可以包含提高与互补性核酸发生碱基配对的缺口聚体的解链温度的修饰。对所述侧翼的一些2-O-修饰(例如2-O-甲基和LNA)能够改善生物稳定性和提高与互补性核酸发生碱基配对的缺口聚体的解链温度。
因而,在一个优选的实施方案中,本发明的寡核苷酸包含至少5个单元脱氧核苷酸的邻接序列以能够激活RNA酶H并且因而能够切割靶RNA。甚至应当存在6、7或8个邻接脱氧核苷酸。
在另一个实施方案,本发明的寡核苷酸不能够激活RNA酶H。在这个实施方案中,该寡核苷酸不包含超过下述长度的未修饰DNA的邻接序列,其中所述长度选自由3个碱基、4个碱基、5碱基、6个碱基、7个碱基、8个碱基、9个碱基、10个碱基和11个碱基组成的组。最优选地,该段未修饰的DNA不超过3个碱基。技术人员将容易地能够检验给定寡核苷酸是否确实激活RNA酶H。
RNAi激活
RNAi机器是由RNA引导的复杂基因调节系统。因而,微RNA将RNAi机器引导至靶mRNA(或其他靶RNA如病毒靶RNA)以影响靶mRNA的活性。RNAi机器可以直接影响mRNA的翻译或它可以影响靶mRNA的稳定性,即介导靶mRNA的直接降解。意图不受理论束缚,认为微RNA与靶mRNA之间互补性的程度是靶mRNA是否受到翻译性调节或降解的关键要素。
内源性微RNA从前体茎-环加工而来并且并入所谓RNA诱导沉默复合体(RISC复合体)。仍然很少了解该过程的细节。
通过引导称作siRNA的合成性双链RNA复合体至细胞中,细胞RNAi机器已经排他性地用来影响细胞mRNA的活性。如上文提及,siRNA是包含载客链和互补性引导链的双链短RNA复合体。siRNA的引导链并入RISC复合体,而此后,RISC复合体可以影响携带与引导链互补的序列的mRNA的活性。因而,siRNA是被认为能够高效且特异地靶向任何mRNA的一个新类型化合物,并且因而将siRNA潜在地视为一个新类型治疗剂。
siRNA和微RNA的共同特征是它们募集细胞RNAi机器以影响靶RNA的活性。
在一个实施方案中,本发明的寡核苷酸能够募集RNAi机器并且将该RNAi机器引导至靶RNA。这可以导致切割靶RNA或翻译性阻抑该靶RNA。
在这个实施方案中,该寡核苷酸可以是siRNA。即,该寡核苷酸与互补性寡核苷酸杂交,一般在20-22个碱基长度范围内,并且极经常地带有1-3个碱基的3′突出端。该寡核苷酸也可以作为微RNA起作用,无需与天然存在的微RNA相同。即便天然存在的微RNA一般调节众多靶RNA,然而可以将作为微RNA起作用的本发明寡核苷酸设计成仅调节少数靶RNA或仅调节一种靶RNA。作为微RNA起作用的本发明的基因特异性寡核苷酸例如可以能够与SEQ ID NOs:1-56中任意者的第22-28位置和例如还与第7-16位置或第7-18位置发生碱基配对。
设计用于RNA酶H激活或RNAi激活的本发明寡核苷酸将比设计用于RNA酶H激活或RNAi激活的常见寡核苷更有力,因为它们靶向已经借助反义机制而对相互作用进行演化并且因而比普通位点更易接近的微RNA靶位点。
阻断miR
在另一个实施方案,本发明的寡核苷酸不能募集RNAi机器。在这个实施方案中,优选本发明的寡核苷酸能够阻断RNAi机器对特定靶RNA的活性。所述寡核苷酸可以通过如此方式做到这一点,即隔绝靶RNA的靶序列(微RNA结合位点),从而RNAi机器将不识别该靶序列,因为该靶序列与本发明的寡核苷酸发生碱基配对。具备这种活性的本发明寡核苷酸也可以称作阻断miR,因为它们阻断给定微RNA对特定靶RNA的调节活性。
因而,在优选的实施方案中,该寡核苷酸能够阻断微RNA对特定靶RNA的调节活性。优选地,此微RNA是内源性微RNA。
如该微RNA是靶RNA的正调节物,则所述寡核苷酸将是该靶RNA的负调节物。
更经常地,该微RNA是靶RNA的负调节物。因而,在另一个实施方案,所述寡核苷酸是靶RNA的正调节物并且因而增强该靶RNA的活性。这与一般作为负调节物通过介导靶RNA的翻译性阻抑和/或降解而发挥作用的常规反义寡核苷酸、微RNA和siRNA相反。
脱靶效应
在大多数实施方案中,阻断miR的脱靶结合作用将产生极小作用或无作用。这与反miR、由siRNA和微RNA介导的RNAi和RNA酶H介导的反义调节作用相反,它们均可以可以产生脱靶效应。阻断miR仅在与其预期靶标即微RNA靶区域结合时才产生作用,并且因而阻止对靶RNA的微RNA调节作用。
因而,在优选的实施方案中与使用反miR调节靶mRNA活性相比,所述阻断mir具有减低的脱靶效应。
如本上下文中使用,反mir是可以与微RNA进行碱基对并因而抑制微RNA活性的寡核苷酸。由于大多数微RNA是不加区分的,即它们调节多于一种靶标,因而对特定RNA的调节会影响多于一种靶mRNA的活性。因而,当需要仅调节一种特定靶mRNA的活性时,对其他靶mRNA的调节可以称作这种反mir的脱靶效应。此类作用也可能称作反mir的非预期作用或副作用。
使用微RNA代替反mir来影响或调节靶mRNA的活性也将明显地产生脱靶效应。
总之,本发明的阻断mir的特征在于它们通过阻止对靶RNA的微RNA调节作用而影响靶RNA活性。因而,与使用微RNA与siRNA的常规反义寡核苷酸、反mir和RNAi介导的调节作用相比,本发明的阻断mir将具有减低的脱靶效应。
架构和化学性质
本发明寡核苷酸的活性可以受架构和化学性质影响。
因而,可以将不同修饰安置在不同位置处,以阻止寡核苷酸激活RNA酶H和/或阻止其能够募集RNAi机器。在另一个实施方案,可以如此安置这些修饰从而允许RNA酶H激活和/或募集RNAi机器。
如本文中所指,将任何非天然核苷酸称作所述寡核苷酸的修饰。所述修饰可以是非天然碱基,例如通用碱基。可以对主链糖或膦酸酯修饰,例如2′-O-修饰包括LNA或硫代磷酸酯键。如本领域中所用,不管修饰在掺入寡核苷酸之前的核苷酸上存在,还是寡核苷酸在合成后受到修饰,均无差异。
优选的修饰是提高寡核苷酸对互补性序列的亲和力,即提高与互补性序列发生碱基配对的寡核苷酸的Tm(解链温度)的那些修饰。
此类修饰包括2′-O-氟、2′-O-甲基、2′-O-甲氧乙基。还优选使用LNA(锁核酸)单元、PNA(肽核酸)单元或INA(嵌入核酸)单元。对于较短的寡核苷酸,优选醇在较高百分数的提高亲和力的修饰。若寡核苷酸的长度小于12或10个单元,该寡核苷酸可以完全由LNA单元组成。
还优选提高寡核苷酸的生物稳定性的修饰,所述修饰也包括2′-O-氟、2′-O-甲基、2′-O-甲氧乙基。还优选使用LNA(锁核酸)单元、PNA(肽核酸)单元或INA(嵌入核酸)单元。
类型广泛的非天然单元也可以构筑到所述寡核苷酸中。例如吗啉代、2′-脱氧-2′-氟-阿糖核酸(FANA)和阿糖核酸(ANA)。
在优选的实施方案中,在碱基或糖处受修饰的单元相对在碱基或糖处未受修饰的单元的比例选自由小于99%、95%、小于90%、小于85%或小于75%、小于70%、小于65%、小于60%、小于50%、小于45%、小于40%、小于35%、小于30%、小于25%、小于20%、小于15%、小于10%和小于5%、小于1%、大于99%、大于95%、大于90%、大于85%或大于75%、大于70%、大于65%、大于60%、大于50%、大于45%、大于40%、大于35%、大于30%、大于25%、大于20%、大于15%、大于10%和大于5%和大于1%组成的组。
脂质和/或肽也可以缀合至所述寡核苷酸。这种缀合可以改善生物利用率和阻止寡核苷酸激活RNA酶H和/或阻止其募集RNAi机器。优选地在寡核苷酸的中央部分,例如在大多数中央单元的任意单元处进行较大体积部分的缀合。或者,在与SEQ ID NOs 1-56中任意者的第22-27位置之一互补的碱基之一处进行缀合。又在另一个实施方案中,所述部分可以缀合在寡核苷酸的5′末端或3′末端。
优选的疏水部分是可以与寡核苷酸缀合并阻止该寡核苷酸募集RNAi机器并且改善寡核苷的酸生物利用率的胆固醇部分。可以在与SEQ ID NOs 1-56中任意者的第22-27位置之一互补的碱基之一处、在该寡核苷酸的3′末端或5′末端处缀合胆固醇部分。
另外,在优选的实施方案中,硫代磷酸酯核苷酸间键可以连接所述单元以改善该寡核苷酸的生物稳定性。该寡核苷酸的全部键可以是硫代磷酸酯键。在另一个实施方案中,硫代磷酸酯键的比例选自由小于95%、小于90%、小于85%或小于75%、小于70%、小于65%、小于60%、小于50%、大于95%、大于90%、大于85%或大于75%、大于70%、大于65%、大于60%和大于50%组成的组。
又在另一个实施方案中,该寡核苷酸可以包含DNA单元和RNA单元的混合物,从而阻止寡核苷酸激活RNA酶H并且与此同时阻止该寡核苷酸募集RNAi机器。例如,DNA单元可以后接RNA单元,此RNA单元再次后续DNA单元,如此重复等。DNA单元和RNA单元可以形成嵌段。所述嵌段可以具有2个单元、3个单元、4单元、5个单元或6单元长度并且可以在相同的寡核苷酸中包含不同长度的单元。
在另一个优选的实施方案,该寡核苷酸包含带有2′-O-甲基的LNA单元与RNA单元的混合物。此类LNA/2′O-甲基混合聚体已经用作人免疫缺损病毒1型Tat依赖性反式激活和HIV-1感染性的空间位阻嵌段抑制剂(steric blockinhibitor)。
Lna-dna
在一个实施方案中,本发明的寡核苷酸不包含任何RNA单元。可以利用少数或缺少RNA单元来阻止寡核苷酸能够募集RNAi机器。如上文概述,化学修饰/非天然单元可以产生相同作用。一个这样的例子是包含LNA单元和DNA单元的寡核苷酸。在优选的实施方案中,该寡核苷酸只包含LNA单元和DNA并且这些单元可以如上所述由硫代磷酸酯键连接。
在另一个实施方案中,本发明的寡核苷酸不包含任何DNA单元。
仍在另一个实施方案中,本发明的寡核苷酸不包含任何吗啉代单元和/或LNA单元。
在优选的实施方案中,所述寡核苷酸包含提高互补性序列亲和力的众多核苷酸单元,所述众多核苷酸单元选自下组:至少1个单元、至少2个单元、至少3个单元、至少4个单元、至少5个单元、至少6个单元、至少7个单元、至少8个单元、至少9个单元、至少10个单元、至少11个单元、至少12个单元、至少13个单元、至少14个单元、至少15个单元、至少16个单元、至少17个单元、至少18个单元、至少19个单元、至少20个单元、至少21个单元和至少22个单元。
在另一个优选的实施方案中,所述寡核苷酸包含提高互补性序列亲和力的众多核苷酸单元,所述众多核苷酸单元选自下组:不多于1个单元、不多于2个单元、不多于3个单元、不多于4个单元、不多于5个单元、不多于6个单元、不多于7个单元、不多于8个单元、不多于9个单元、不多于10个单元、不多于11个单元、不多于12个单元、不多于13个单元、不多于14个单元、不多于15个单元、不多于16个单元、不多于17个单元、不多于18个单元、不多于19个单元、不多于10个单元、不多于21个单元和不多于22个单元。
仍在另一个优选的实施方案中,所述寡核苷酸包含提高互补性序列亲和力的众多核苷酸单元,所述众多核苷酸单元选自下组:1个单元、2个单元、3个单元、4个单元、5个单元、6个单元、7个单元、8个单元、9个单元、10个单元、11个单元、12个单元、13个单元、14个单元、15个单元、16个单元、17个单元、18个单元、19个单元、20个单元、21个单元和22个单元。
在优选的实施方案中,提高互补性序列亲和力的核苷酸单元位于该寡核苷酸的侧翼。例如,若该寡核苷酸例如包含10个LNA单元,5个LNA单元可位于5′末端,并且另外5个单元可以位于3′末端。在另一个实施方案中,提高互补性序列亲和力的核苷酸单元位于该寡核苷酸的中央部分。因而,若该寡核苷酸长度的是18个单元,其中8个是LNA单元,则5个天然单元可以后续8个LNA单元,而这8个LNA单元再次后接5个天然单元。
提高互补性序列亲和力的核苷酸单元也可以均匀地分布在该寡核苷酸的整个长度范围内。例如,每隔2、3、4、5、6个位置或其任意组合。
单链对双链
本发明的寡核苷酸优选地不与互补性寡核苷酸发生碱基配对或不意图随与互补性寡核苷酸配对的碱基一起使用。即,它应当是单链的,旨在促进与靶RNA相互作用并且在某些实施方案中,还旨在阻止RNAi机器的募集。
在另一个实施方案,该寡核苷酸与互补性寡核苷酸发生碱基配对。这可以例如是这种情况,此时该寡核苷酸作为siRNA或微RNA起作用和/或它也可以用来改善寡核苷酸的送递。因而,在一个实施方案中,寡核苷酸进入其起靶细胞时,该寡核苷酸与被RNA酶H降解的RNA分子发生碱基配对。以这种方式,将寡核苷酸释放到位。
特异性序列
仍在本发明的另一个实施方案中,靶序列位于如实施例3中概述的丙型肝炎病毒5′非编码区内。该靶序列如实施例3中所示(5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC)。在这个实施方案中,寡核苷酸能够能够在一段寡核苷酸范围内与该靶序列发生碱基配对,所述的一段寡核苷酸选自由25个碱基、24个碱基、23个碱基、22个碱基、21个碱基、20个碱基、19个碱基、18个碱基、17个碱基、16个碱基、15个碱基、14个碱基、13个碱基、12个碱基、11个碱基、10个碱基、8个碱基、7个碱基和6个碱基组成的组。
优选地,X mir(阻断mir)至少覆盖靶序列的反种子序列并且因而将能够阻止mir-122与该反种子序列相互作用。该反种子序列与mir-122的种子序列互补,即与mir-122的至少第2-8位置互补。
这种寡核苷酸将用于治疗丙型肝炎病毒感染还用于研究mir-122促进的HCV复制。重要地,该寡核苷酸将不影响其他mir-122靶的表达,而若使用mir-122拮抗mir,则影响其他mir-122靶的表达。
本发明的第二方面是调节靶RNA活性的方法,包括步骤:
a.提供包含靶RNA的系统;
b.引导靶向靶RNA的本发明寡核苷酸至该系统;
c.因而调节靶RNA的活性。
优选地,该寡核苷酸阻止微RNA对靶RNA的活性并且因而调节该靶RNA的活性。
在另一个实施方案,该寡核苷酸诱导RNA酶H切割靶RNA并且因而调节该靶RNA的活性。
又在另一个实施方案,该寡核苷酸诱导RNAi降解靶RNA并且因而调节该靶RNA的活性。
在本发明第二方面的优选实施方案中,所述系统是细胞提取物或细胞。
在本发明第二方面的另一个优选实施方案中,所述方法在体内、离体或体外进行。
药物组合物和治疗
本发明的第三方面是包含本发明寡核苷酸的药物组合物。如技术人员会从上文描述中理解,所述寡核苷酸可以按照与siRNA、微RNA和反义寡核苷酸相同的方式用于治疗,因为可以使用它们来特异性地影响特定基因的表达。在实施例部分中描述具体疾病领域和病况。
本发明的第四方面是治疗方法,其包括将本发明的寡核苷酸或本发明的药物组合物给药至有需要的人。
本发明的第五方面是本发明的寡核苷酸用作药物。
本发明的第六方面是本发明的寡核苷酸在制备用于治疗癌症、病毒感染、免疫疾病或心血管病的药物的用途。
本发明的第七方面是本发明的寡核苷酸用于调节靶RNA活性的用途。
实施例
实施例1用于治疗糖尿病的靶向Mtpn的Xmir(阻断mir)
已经证明mir-375是胰岛分泌胰岛素的调节物并且肌营养素(Myotrophin,Mtpn)是mir-375调节作用的靶(Poy MN,2004)。另外,已经证明对Mtpn的siRNA抑制模拟了miR-375对葡萄糖刺激胰岛素分泌和胞吐过程的作用。因而,作者得出结论:miR-375是胰岛素分泌的调节物并且因而可以构成用于治疗糖尿病的药理学靶。
这里,我们提供可以通过抑制mir-375在Mtpn mRNA 3′UTR上对Mtpn活性的调节作用来调节Mtpn表达的Xmirs。
该靶mRNA的相关部分是:
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
反种子序列以粗体显示。可以例如通过搜索靶RNA的反种子序列鉴定该靶RNA的这个靶区域。或该靶区域可以使用互联网上可用的合适数据库例如http://pictar.bio.nyu.edu、www.tarqetscan.org、http://microrna.sanqer.ac.uk找到。
显然,此信息也可以从实验或从科学出版物(例如Poy等人,2004)获得。
mir-375的序列是:
5′UUUGUUCGUUCGGCUCGCGUGA
种子序列与反种子序列的配对产生例如以下相互作用。
5′...AGUUUUGUGUUGC---AAGAACAAAU...
|:| || |||||||
3′AGUGCGC-UCGGCUUGCUUGUUU
可见总体互补性是稀少的。
Xmir:
能够通过抑制mir-375调节作用调节Mtpn表达的Xmir将必须能够阻隔靶区域的反种子序列,即隐藏碱基配对中的反种子序列。
因而,这里例举Mtpn的Xmirs(下半部分链为3′-5′方向),其与靶序列(上半部分链为5′-3′方向)发生碱基配对:
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||
GUUCAAAACACAACGUUCUUGUUUACCUUAUUUG
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
|||||||||||||||||||||||||||||
GUUCAAAACACAACGUUCUUGUUUACCUU
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
||||||||||||||||||||||||
GUUCAAAACACAACGUUCUUGUUU
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
||||||||||||||||||||||||
CAAAACACAACGUUCUUGUUUGCC
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
|||||||||||||||||||
CACAACGUUCUUGUUUACC
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
|||||||||||||||||
CAACGUUCUUGUUUACC
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
||||||||||||||
CGUUCUUGUUUACC
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
|||||||||||||
GUUCUUGUUUACC
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
||||||||||||
GUUCUUGUUUAC
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUUGAAU
|||||||||||
GUUCUUGUUUA
5′GUGUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAUGGAAUAAACUUGAAU
||||||||
CUUGUUUA
就以下实施例而言,该结构可以用于设计其他阻断mir:
3′AGUGCGCUCGGCUUGCUUGUUU
|||||||
5′GUUUUAAGUUUUGUGUUGCAAGAACAAAUGGAAUAAACUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CAAAATTCAAAACACAACGTTCTTGTTTACCTTATTTGAA
上半部分链是微RNA,中间部分链是靶RNA并且下半部分链是可以在两端被截短的阻断mir。
可以使用本领域已知的方法合成上文设计的Xmirs。如本说明书中所述,可以将它们作为DNA、RNA、LNA、INA合成或用混合单体合成。
显然,U单体可以与T单体交换,同时仍产生碱基配对。G-C碱基对也可以用G-U摇摆碱基对取代。
用于合成上文所设计靶向Mtpn mRNA的Xmirs的多种实施方案的方法是寡核苷酸合成领域中技术人员熟知的。特别优选的实施方案在发明详述中阐述。
Xmirs与例如胆固醇的缀合也在技术人员的常识范围内。
实施例2靶向TGF-β和SMAD3的用于治疗单纯疱疹病毒感染感染的Xmir
最近证实单纯疱疹病毒-1编码能够使病毒建立潜伏感染的微RNA(GuptaA,2006)。发现命名为mir-LAT的这种微RNA调节TGF-β和SMAD3,并因而影响细胞发生凋亡(感染细胞借以自我毁灭以阻止病毒子代产生的一种常见过程)的能力。因而,能够阻断mir-LAT对TGF-β和SMAD3表达的调节活性是有意义。
TGF-βmRNA的靶区域序列是:
5′AGGTCCCGCCCCGCCCCGCCCCGCCCCGGCAGGCCCGGCCCCACC
mir-LAT的序列是:
5′UGGCGGCCCGGCCCGGGGCC
因而,可以形成以下复合体:
5′CGCCCCGGCAGGCCCGGCC-CCA
||||||| ||||||| |||
3′CCGGGGCC---CGGCCCGGCGGU
可以如先前实施例中所做那样设计一系列Xmirs。下半部分链是以3′-5′方向显示的Xmir并且上半部分链是TGF-βmRNA的靶区域:
5′AGGUCCCGCCCCGCCCCGCCCCGCCCCGGCAGGCCCGGCCCCACC
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
UCCAGGGCGGGGCGGGGCGGGGCGGGGCCGUCCGGGCCGGGGUGG
5′AGGUCCCGCCCCGCCCCGCCCCGCCCCGGCAGGCCCGGCCCCACC
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GGGGCGGGGCGGGGCGGGGCCGUCCGGGCCGGGGUGG
5′AGGUCCCGCCCCGCCCCGCCCCGCCCCGGCAGGCCCGGCCCCACC
||||||||||||||||||||||||||||||
GGCGGGGCGGGGCCGUCCGGGCCGGGGUGG
5′AGGUCCCGCCCCGCCCCGCCCCGCCCCGGCAGGCCCGGCCCCACC
|||||||||||||||||||||||||
GGCGGGGCCGUCCGGGCCGGGGUGG
就以下实施例而言,该结构可以用于设计其他阻断mir:
CCGGGGCCCGGCCCGGCGGU
|||| |||
5′CCGCCCCGCCCCGGCAGGCCCGGCC-CCACCCCGCCCCGCC
||||||||||||||||||||||||| |||||||||||||||
GGCGGGGCGGGGCCGTCCGGGCCGG-GGTGGGGCGGGGCGG
上半部分链是微RNA,中间部分链是靶序列,并且下半部分链是可以在两端被截短的示例性阻断miR。
此类序列的多种实施方案的合成完全处于技术人员的能力范围内。特别优选的实施方案在发明详述中阐述。
实施例3用于治疗丙型肝炎病毒感染的靶向HCV的Xmir
背景
已经证实mir-122通过促进病毒RNA复制调节丙型肝炎病毒RNA丰度(Jopling CL,2005)。HCV基因组在3′非编码区和5′非编码区包含能够与mir-122的种子序列发生碱基配对的保守反种子序列。
另外,证实当mir-122由所谓拮抗mir灭活时,HCV病毒复制子RNA的水平降低达大约80%。
通过对预测性微RNA结合位点的突变分析和异位表达含有代偿性突变的mir-122分子,揭示了mir-122和病毒基因组5′非编码区之间的基因相互作用。
所述作者建议靶向mir-122的拮抗mir可以用于抗病毒治疗。
靶向HCV的阻断mir
5′非编码区中靶区域(反种子序列为粗体)的序列是:
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
种子序列加下划线显示的mir-122的序列如下:
3′UGUUUGUGGUAACAGUGUGAGGU
种子和反种子之间的碱基配对如下:
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
||||||||
3′UGUUUGUGGUAACAGUGUGAGGU
因而,这里例举HCV的Xmir(与HCV靶区域发生碱基配对)
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CGGTCGGGGGACTACCCCCGCTGTGAGGTGGTATCTGGTG
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
CGGTCGGGGGACTACCCCCGCTGTGAGGTGGTATC
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
|||||||||||||||||||||||||||||||||
CGGTCGGGGGACTACCCCCGCTGTGAGGTGGTA
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
||||||||||||||||||||||||||||||
CGGTCGGGGGACTACCCCCGCTGTGAGGTG
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
||||||||||||||||||||||||||||
CGGTCGGGGGACTACCCCCGCTGTGAGG
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
||||||||||||||||||||||||||||||||||
GGGGACTACCCCCGCTGTGAGGTGGTATCTGGTG
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
|||||||||||||||||||||
TACCCCCGCTGTGAGGTGGTA
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
|||||||||||||||||||
CTACCCCCGCTGTGAGGTG
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
||||||||||||||||||||
GGACTACCCCCGCTGTGAGG
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCA
||||||||||||||
CCCCCGCTGTGAGG
5′GCCAGCCCCCUGAUGGGGGCGACACUCCACCAUAGAUCAC
|||||||||
GCTGTGAGG
该Xmir可以是DNA或RNA,即T可以取代为U。其他实施方案在发明详述中阐述。
实施例4用于治疗银屑病的阻断mir
已经证实银屑病以特殊不同于健康皮肤或另一种慢性炎性疾病异位性湿疹的特殊miRNA表达谱为特征。在银屑病中过量表达的miRNA当中,鉴定到一种角质细胞特异性miRNA(miR-203)和一种白细胞来源的miRNA(miR-146a)。
银屑病病灶中miR-203的上调与miR-203的进化保守靶即细胞因子信号作用阻遏物3(SOCS-3)的下调同时发生,其中SOCS-3参与炎症反应和角质细胞功能(Sonkoly E,2007年7月11日)。
另一项研究证实银屑病特异性miRNA之一miR-146a抑制IRAK-1(白介素-1受体相关激酶1)和TRAF-6(TNF受体相关因子6)蛋白的表达,其中前述两种蛋白质均是TNF-α信号途径的调节物(Taganov KD,2006)。因此,可以构思miR-146a通过调节皮肤中的TNF-α信号作用参与银屑病的病理发生过程。
用于治疗银屑病的阻断mir
SOCS-3:
SOCS-3mRNA的靶区域是:
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
此处显示与mir-203(上半部分链)的互补性,同时显示潜在的阻断mir(下半部分链):
GAUCACCAGGAUUUGUAAAGUG
||||||||||
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATAAATATAAGTCTTTTCTTTGTAAAGTCATTAAATATTA
此处显示与SOCS-3mRNA的靶区域发生碱基配对的示例性阻断mir:
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATAAATATAAGTCTTTTCTTTGTAAAGTCATTAAATATTA
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATAAATATAAGTCTTTTCTTTGTAAAGTCATTAA
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
|||||||||||||||||||||||||||||
ATAAATATAAGTCTTTTCTTTGTAAAGTC
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATAAGTCTTTTCTTTGTAAAGTCATTAAATATTA
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
|||||||||||||||||||||
TTTTCTTTGTAAAGTCATTAA
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
||||||||||||
CTTTGTAAAGTC
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
||||||||||
TTTGTAAAGT
5′UAUUUAUAUUCAGAAAAGAAACAUUUCAGUAAUUUAUAAU
|||||||
GTAAAGT
该Blockmir可以是DNA或RNA,即T可以取代为U。其他实施方案在发明详述中阐述。
同样,可以制备阻止s mir-146与Iraki和Traf-6结合的阻断mir。显然,可以如发明详述中所述截短和修饰所述阻断mir。
与mir-146和阻断mir发生碱基配对的Traf-6:
UUGGGUACCUUAAGUCAAGAGU
||||||||
5′CAUAAUCCUUGGAAAACUUAAGUUCUCAUUCACCCCAGUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GTATTAGGAACCTTTTGAATTCAAGAGTAAGTGGGGTCAA
与mir-46和阻断miR发生碱基配对的Irak-1:
UUGGGUACCUUAAGUCAAGAGU
||||||||
5′CCCCCAAAUCCGGAAGUCAAAGUUCUCAUGGUCAGAAGUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GGGGGTTTAGGCCTTCAGTTTCAAGAGTACCAGTCTTCAA
阻断miR的其他实施方案在发明详述中阐述。
实施例5用于治疗癌症的靶向p27Kip1的阻断mir
癌症中p27Kip1(一种细胞周期的关键负调节物)的水平往往下降。在大部分癌症中,p27Kip1mRNA的水平不变并且认为p27Kip1蛋白的蛋白水解作用增加是其下调的主要机制。最近证实胶质母细胞瘤和前列腺癌中p27Kip1蛋白水平也受Mir-221和mir-222下调(le Sage C,2007)(Galardi S,2007)(Gillies JK,2007)并且建议微RNA作为治疗靶。
这两种微RNA的序列是:
Mir-221
5′AGCUACAUUGUCUGCUGGGUUUC
Mir-222
5′AGCUACAUCUGGCUACUGGGUCUC
鉴定到mir-221和mir-222的两个靶。应当指出所述微RNA具有相同的种子序列并且靶区域对这两种微RNA是相同的,即一种阻断mir可以用来阻止这两种微RNA的调节作用。
如上文,靶序列是中间的序列,上半部分序列是微RNA,下半部分序列是阻断mir。可以如发明详述中所述截短和修饰所述阻断mir。
CUUUGGGUCGUCUGUUACAUCGA
||||||||
5′UCUGCCUCUAAAAGCGUUGGAUGUAGCAUUAUGCAAUUAG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TTACTAGACGGAGATTTTCGCAACCTACATCGTAATACGT
CUUUGGGUCGUCUGUUACAUCGA
|||||||
5′GUAUAUAGUUUUUACCUUUUAUGUAGCACAUAAACUUUGG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GGACACATATATCAAAAATGGAAAATACATCGTGTATTTG
在p27Kip13′UTR中鉴定到其他推定性靶区域:
CUUUGGGUCGUCUGUUACAUCGA
||||||||
5′AAAGUUUGUUAGAUAGCUGCAUGUGGCUUUUUUAAAAAAG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TTTCAAACAATCTATCGACGTACACCGAAAAAATTTTTTC
CUUUGGGUCGUCUGUUACAUCGA
|| ||| |||||
5′UCUAGACAAUAUACAAGCCAAAGUGGCAUGUUUUGUGCAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AAATTAGATCTGTTATATGTTCGGTTTCACCGTACAAAAC
实施例6用于治疗癌症的靶向TPM1的阻断mir
最近证实TPM1(肿瘤抑制原肌球蛋白1)被mir-21靶向(Zhu S,2007)。如名字提示,TPM1是肿瘤抑制蛋白并且建议使用mir-21作为治疗靶。
mir-21的序列是:
UAGCUUAUCAGACUGAUGUUGA
与靶区域发生碱基配对时:
AGUUGUAGUCAGACUAUUCGAU
||||||||
5′CGUUUCAGUGUCAAAUAAACACUGUGUAAGCUAAAAAAAA
|||||||||||||||||||||||||||||||||
GCAAAGTCACAGTTTATTTGTGACACATTCGAT
再次,微RNA是中间的序列,TPM1的靶区域是中间序列并且阻断mir以下半部分序列显示。可以如发明详述中所述截短和修饰该阻断mir。
实施例7用于治疗癌症的靶向Lats2的阻断mir
已经证实mir-372和mir-373靶向Lats2(巨大肿瘤抑制蛋白同源物2)(Voorhoeve PM,2006)。所述miRNA中和p53-介导的CDK抑制作用,这可能通过直接抑制肿瘤抑制蛋白LATS2表达做到。提供了这样的证据,即这些miRNA是潜在的新癌基因,所述新癌基因通过使p53途径失效,因此在野生型p53存在下引起致瘤生长而参与精原细胞瘤发育。鉴定到两个靶区域。靶1:
Mir-373:
5′...GUACAGUUUAGAAAGAGCACUUA...
|| |||||||
3′ UGCGAGUUUACAGCG-UCGUGAAA
Mir-372:
5′...GUACAGUUUAGAAAGAGCACUUA...
|| |||||||
3′ UGCGAGUUUACAGCG-UCGUGAAA
注意,这两种微RNA靶向相同的靶区域并共有相同的种子序列。因而,可以从以下比对结果中设计有用的阻断mir:
UGCGAGUUUACAGCGUCGUGAAA
|||||||
5′AUUUAGUACAGUUUAGAAAGAGCACUUAUUUUGUUUAUAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TAAATCATGTCAAATCTTTCTCGTGAATAAAACAAAUAUA
靶2:
5′...UUGUAUUUUAUCCAU-AGCACUUA...
|| |||||||
3′ UGCGAGUUUACAGCGUCGUGAAA
UGCGAGUUUACAGCGUCGUGAAA
||||||||
5′UACAUUUGUAUUUUAUCCAUAGCACUUAUUCACAUUUAGG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATGTAAACATAAAATAGGTATCGTGAATAAGTGTAAAUCC
注意,针对mir-372、mir-373、mir-93、mir302a+b 40和mir-520的靶是重叠的。
实施例8用于治疗癌症的靶向RBI和TGFBR2的阻断miR
Mir106a与RBI
最近证实Mir-106a调节肿瘤抑制蛋白RBI(视网膜母细胞瘤1)和TGFBR2(转化生长因子,β受体II)(Voorhoeve PM,2006)。
Mir-106a作为以下示意复合体中的下半部分链显示:
5′...CAGUAUAUCCCAAGU---GCACUUUC...
|| |||||||
3′ CGAUGGAC GUGACAUUCGUGAAAA
因而,可以从如上文示意的以下结构中设计出阻断miR。
CGAUGGACGUGACAUUCGUGAAAA
|||||||
5′UAACACAGUAUAUCCCAAGUGCACUUUCUAAUGUUUCUGG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CTGGGATTGTGTCATATAGGGTTCACGTGAAAGATTACAA
对于Mir-20和TGFBR2,也是如此:
GAUGGACGUGAUACUCGUGAAAC
|||||||
5′UACAAUAGCCAAUAACAUUUGCACUUUAUUAAUGCCUGUA
实施例9用于治疗癌症的靶向PTEN的阻断mir
在几份报道中,已经报道Mi1-21调节PTEN(Meng F,2007)。PTEN是通过FAK去磷酸化阻抑几种MMP表达的肿瘤抑制蛋白。因而,阻止mir-21调节PTEN是有意义的。列出了可以在mir-21和PTEN 3′UTR之间形成的几种潜在复合体:
1)
mfe:-23.4kcal/mol
p-值:未定义
位置1816
靶 5′G UAUAG A 3′
CAGCAUU AGUUUGAU GGC
GUUGUAG UCAGACUA UCG
miRNA 3′A U AU 5′
2)
mfe:-21.9kcal/mol
p-值:未定义
位置423
靶 5′G GAUA CAGUU A 3′
CAACA AGUUUG GGCUA
GUUGU UCAGAC UCGAU
miRNA 3′A AG UAU 5′
3)
mfe:-21.6kcal/mol
p-值:未定义
位置2596
靶 5′G GCUUA U C 3′
CAGCA CA GUCUGA AGUUA
GUUGU GU CAGACU UCGAU
miRNA 3′A A AU 5′
4)
mfe:-20.8kcal/mol 40
p-值:未定义
位置1759
靶 5′C UGU CCU A 3′
UAGC GGUCUGA AGUUA
GUUG UCAGACU UCGAU
miRNA 3′A UAG AU 5′
5)
mfe:-18.5kcal/mol
p-值:未定义
位置86
靶 5′G U A UACC U 3′
GACAUUG GUC GAU AGUUA
UUGUAGU CAG CUA UCGAU
miRNA 3′AG A U 5′
在表1中列出从中可以设计出阻断mir的全长靶序列并且从描述中显而易见具体实施方案。
实施例10用于治疗HIV感染的靶向HIV的阻断mir
背景
最近证实微RNA在保持人免疫缺损病毒-I型(HIV-1)处于潜伏状态中发挥重要作用(Huang J,2007年10月;13(10),电子出版2007年9月30日)。该病毒可以在静息的CD4+T细胞中建立潜伏状态,并且这种潜伏性是在抑制性高效抗逆转录病毒疗法(HAART)下的患者中根除此病毒的主要障碍。前述论文的作者发现HIV-1的3′UTR被一系列与活化的CD4+T细胞相比富集的细胞miRNA靶向,所述细胞miRNA包括miR-28、miR-125b、miR-150、miR-223和miR-382。此外,建议为治疗目的,使用拮抗miR来激活潜伏HIV-1。
激活潜伏HIV-1的阻断mir
用拮抗mir抑制多种微RNA可能具有多种副作用,原因是每种微RNA具有一组靶RNA。因此,我们建议使用阻断miR以特异性地破坏HIV-13′UTR与微RNA之间的相互作用,因而激活潜伏HIV-1并使该病毒对HAART易感。
下文列出靶序列。微RNA作为上半部分链显示,靶序列是中间链并且阻断mir序列作为下半部分链显示。阻断mir的具体实施方案将从发明详述中显而易见。
Mir-125b:HIV-1相互作用:
3′GUGUCCAAUUUCCCAGAGUCCCU
||||||
5′GGAUUGUGGAACUUCUGGGACGCAGGGGGUGGGAAGCCCU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CCTAACACCTTGAAGACCCTGCGTCCCCCACCCTTCGGGA
Mir-150:HIV-1相互作用:
3′GUGACCAUGUUCCCAACCCUCU
||||||| |||||
5′GAACUUCUGGGACGCAGGGGGUGGGAAGCCCUCAAAUAUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CTTGAAGACCCTGCGTCCCCCACCCTTCGGGAGTTTATAA
Mir-223:HIV-1相互作用:
3′CCCCAUAAACUGUUUGACUGU
||||||
5′AGGGCCAGGGGUCAGAUAUCCACUGACCUUUGGAUGGUGC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TCCCGGTCCCCAGTCTATAGGTGACTGGAAACCTACCACG
Mir-382:HIV-1相互作用:
3′GCUUAGGUGGUGCUUGUUGAAG
||||||| || ||||||
5′GACAUCGAGCUUGCUACAAGGGACUUUCCGCUGGGGACUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CTGTAGCTCGAACGATGTTCCCTGAAAGGCGACCCCTGAA
Mir-28:HIV-1相互作用:
5′GAGUUAUCUGACACUCGAGGAA
|||||||
3′AGACCAGAUCUGAGCCUGGGAGCUCUCUGGCUAACUAGGG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5′TCTGGTCTAGACTCGGACCCTCGAGAGACCGATTGATCCC
用于激活HIV-1感染的阻断mir可以单独或联合地使用。即可以同时使用靶向全部序列的阻断mir。或者,可以通过阻断mir同时靶向靶向4、3或2个靶序列。优选地,相同的阻断mir用来阻止mir-125b和mir-150与它们的靶序列结合。这是可能的,因为它们的靶序列是重叠的。
优选地与HAART疗法联合使用阻断mir。
实施例11用于免疫刺激的阻断miR
已经证实mir-150能够调节c-myb的表达(Xiao C,2007年10月5日;131(1))。用拮抗miR抑制mir-150导致多种表型如B1细胞扩群和增强的体液免疫应答。因而,多种抗体的血清水平明显提高。
作者提出mir-150对免疫刺激的影响主要或甚至完全通过调节c-myb而介导。我们建议使用来阻断miR阻断在B和T-细胞激活时阻止mir-150对c-myb的调节作用。因此,这种阻断miR可以与疫苗联合使用以增强该疫苗的效果或用于免疫系统减弱的人。
Mir-150与c-myb
Target scan预测到C-myb 3′UTR中的4个mir-150靶。已经实验地验证了其中(作为a和b首先列出的)两个。下文列出靶序列。微RNA作为上半部分链显示,靶序列是中间链并且阻断miR序列作为下半部分链显示。阻断mir的具体实施方案将从发明详述中显而易见。
a)
3′GUGACCAUGUUCCCAACCCUCU
||||||||
5′CAAUACAUUUGAAAACUUGUUUGGGAGACUCUGCAUUUUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′GTTATGTAAACTTTTGAACAAACCCTCTGAGACGTAAAAA
b)
3′GUGACCAUGUUCCCAACCCUCU
||||||||
5′GCAUGCGUUGCACUUCUUUUUUGGGAGAUGUGUGUUGUUG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CGTACGCAACGTGAAGAAAAAACCCTCTACACACAACAAC
c)
3′GUGACCAUGUUCCCAACCCUCU
|||||||
5′CAACAUGAAACUUUUCAUGAAUGGGAGAAGAACCUAUUUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′GTTGTACTTTGAAAAGTACTTACCCTCTTCTTGGATAAAA
d)
3′GUGACCAUGUUCCCAACCCUCU
|||||||
5′UAGCCUGACUGUUUUAUAAUUUGGGAGUUCUGCAUUUGAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′ATCGGACTGACAAAATATTAAACCCTCAAGACGTAAACTA
用于免疫刺激的阻断miR可以单独或联合地使用。最优选是a)和b)。为实现最强烈的作用,这些阻断miR可以联合使用。
实施例12用于预防转移性乳腺癌的阻断miR
最近证明异位性miR-10b表达可以驱动非转移性乳房肿瘤中的肿瘤侵入和转移,因而充当强烈的促转移介质(pro-metastatic agent)。另外,证实编码同源盒D10(HOXD10)的mRNA是mir-10b调节作用的靶,并且HOXD10下调导致一种充分表征的促转移基因RHOC上调(Ma L,2007年10月11日;449(7163),电子发表2007年9月26日)。因而,我们提出阻断mir-10b对HOXD10的调节并因而阻止或减少乳房肿瘤转移。
Mir-10b对HOXD10
已经实验地验证HOXD10中的一个靶。下文列出靶序列。微RNA作为上半部分链显示,靶序列是中间链并且阻断mir序列作为下半部分链显示。阻断miR的具体实施方案将从发明详述中显而易见。
UGUUUAAGCCAAGAUGUCCCAU
|||| |||||||||
5′AUUAUUUUUUCAUCGUAAUGCAGGGUAACUAUUAUUGCGC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TAATAAAAAAGTAGCATTACGTCCCATTGATAATAACGCG
实施例13用于治疗CMV感染的阻断mir
细胞巨化病毒编码促进感染的微RNA。因而,证实人cmv-miR-UL112靶向I类主要组织相容性复合体相关链B(MICB)。另外,鉴定到MICA中的推定靶(Stern-Ginossar N,2007年7月20日;317(5836))。
MICB是天然杀伤(NK)细胞的应激诱导性配体,激活受体NKG2D,并且对NK细胞杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞是关键。人cmv-miR-UL112在病毒感染期间特异性地下调MICB表达,导致NKG2D的结合作用下降和NK细胞杀伤作用降低。我们建议使用阻断miR来防止人cmv-mir-UL112调节MICB和/或MICA。
下文列出靶序列。微RNA作为上半部分链显示,靶序列是中间链并且阻断miR序列作为下半部分链显示。阻断miR的具体实施方案将从发明详述中显而易见。
Mir-UL112与MICB
3′UCGGACCUAGAGUGGCAGUGAA
|||||||||||||| |||||
5′ACUCCCUGCCUGGAUCUCACCAGCACUUUCCCUCUGUUUC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5′TGAGGGACGGACCTAGAGTGGTCGTGAAAGGGAGACAAAG
Mir-UL112与MICA
3′UCGGACCUAGAGUGGCAGUGAA
||||||||||||| |||||
5′AUUCCCUGCCUGGAUCUCACGAGCACUUUCCCUCUUGGUG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TAAGGGACGGACCTAGAGTGCTCGTGAAAGGGAGAACCAC
实施例14
用于治疗或预防结直肠癌的阻断miR
最近证实Mir-21是肿瘤抑制蛋白Pdcd4的转录后调节物(AsanganiIA,2007年10月29日)。作者证实结直肠细胞系中mir-21和Pdcd4的反向相关关系并且使用萤光素酶报道分子测定法证实mir-21调节Pdcd4。因而,反miR-21的转染增加含有Pdcd4的3′UTR的萤光素酶报道分子表达并且前mir-21的转染减少其表达。此外,证实在培养的结肠癌细胞中mir-21上调肿瘤细胞入侵并且反-mir-21的转染导致进入血管和远侧转移降低。最终,还证实mir-21和Pdcd4在切除肿瘤的患者中反比例地表达。
由于mir-21的众多作用很可能通过对肿瘤抑制蛋白Pdcd4的调节作用介导,我们提出使用本发明的阻断miR干扰mir-21对Pdcd4的调节作用,作为治疗或预防癌症的手段、更特别作为治疗或预防进入血管和转移的手段。
微RNA作为上半部分链显示,Pdcd4的靶序列是中间链并且阻断miR序列作为下半部分链显示。阻断miR的具体实施方案将从发明详述中显而易见。
3′AGUUGUAGUCAGACUAUUCGAU
||| ||||||||
5′CUUCUUAAGUGGAAUAUUCUAAUAAGCUACCUUUUGUAAG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GAAGAATTCACCTTATAAGATTATTCGATGGAAAACATTC
实施例15
用于免疫调节的靶向TNF-α的阻断miR
微RNA369-3对TNF
最近报道证实微RNA 369-3是TNF-α(肿瘤坏死因子-α)表达的调节物(Vasudevan S,2007年11月29日[电子版先于印刷版])。有趣地,证实调节作用是正向的。因而,微RNA增加血清饥饿诱导的细胞周期停滞细胞中TNF-α的翻译。
肿瘤坏死因子α通常在受刺激的淋巴细胞中表达,并且对于炎症反应和恶变是关键的。因而,目前在市场上销售用于治疗免疫相关疾病如类风湿性关节炎和Crohn病的多种TNF-α拮抗剂,并且正在开发第二代TNF-α拮抗剂。
当循环性单核细胞在出血管至发炎组织的过程期间或在促血管生成性肿瘤浸润中变得黏附时,细胞生长停滞,伴以细胞因子表达(包括TNF-α表达)快速变化,其中所述TNF-α进一步上调对于成熟为巨噬细胞所必需的其他细胞因子。这种应答可以在细胞培养中通过血清饥饿重现。
由于微RNA 369-3是TNF-表达的正调节物,故微RNA 369-3抑制物可以用做tnf-拮抗剂。一种微RNA 369-3抑制物可能是针对该微RNA的反义寡核苷酸,即反mir或拮抗mir。
我们提出使用阻断mir来防止微RNA 369-3刺激TNF-α表达,例如当循环性单核细胞黏附至发炎组织时。这种方法具有潜在优势,在于它偏好性地靶向激活的单核细胞。
TNF-α3′UTR具有互补于mir-369-3的两个反种子序列并且它们对微RNA调节作用的重要性通过Vasudevan等人的突变分析验证。
这两个反种子序列在以粗体字母在以下序列中显示:
5′AUGUUUGCACUUGUGAUUAUUUAUUAUUUAUUUAUUAUUU
下文显示与微RNA比对的靶序列。微RNA作为上半部分链显示,靶序列是中间链并且阻断miR序列作为下半部分链显示。阻断miR的具体实施方案将从发明详述中显而易见。
3′UUUCUAGUUGGUACAUAAUAA
||||||| |||||||
5′AUGUUUGCACUUGUGAUUAUUUAUUAUUUAUUUAUUAUUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TACAAACGTGAACACTAATAAATAATAAATAAATAATAAA
3′UUUCUAGUUGGUACAUAAUAA
||||||||||||||||
5′UGUGAUUAUUUAUUAUUUAUUUAUUAUUUAUUUAUUUACA
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′ACACTAATAAATAATAAATAAATAATAAATAAATAAATGT
重要地,相同的阻断miR可以用来封闭这两个靶位点。
Mir-155对TNF
另一个最新公开发现LPS对巨噬细胞的刺激导致mir-155上调和mir-125b下调,并且证实TNF受mir-155和mir-125b调节(Tili E,2007年10月15日;179(8))。有趣地,mir-155调节作用是正向的。因而,阻断miR对mir-155调节TNF的阻止可以类似地用来阻断miRs阻止mir-369.3调节作用。作者没有报道TNFαmRNA的3′UTR中mir-155的任意靶序列。然而,使用RNA杂交的序列分析鉴定到以下极佳的靶位点(微RNA作为上半部分链显示,靶序列作为中间链显示并且阻断miR序列作为下半部分链显示):
3′ACAAUUACGAUUAUACAUCCUC
||||| ||| ||||||
5′UUUACAGAUGAAUGUAUUUAUUUGGGAGACCGGGGUAUCC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′AAATGTCTACTTACATAAATAAACCCTCTGGCCCCATAGG
3′ACAAUUACGAUUAUACAUCCUC
|||||||||
5′GGGUAUCCUGGGGGACCCAAUGUAGGAGCUGCCUUUUUUC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CCCATAGGACCCCCTGGGTTACATCCTCGACGGAAAAAAG
Mir-125b对TNF
证实当巨噬细胞以LPS刺激时,Mir-125b是TNF-α表达的负调节物。负向调节TNF-α可以是有意义的,例如对于接受以TNF-α拮抗剂治疗的患者。众所周知这种治疗引起激活结核菌潜伏感染的风险和通常感染易感性升高。阻止mir-125b调节TNF-α可以引起巨噬细胞激活,因而产生抗感染免疫防御,甚至当患者以TNF-α拮抗剂治疗时也是如此。应当注意大部分TNF-α拮抗剂属于细胞外类型(抗体或可溶性受体)并且因而可以使用TNF-α拮抗剂在细胞外降低TNF-α并使用阻止mir-125b调节TNF-α表达的阻断miR在细胞内增加TNF-α。
另外,可以存在mir-125b对TNF-α表达的调节作用确实是正向的病况。因而,如上所述,据报道一些微RNA是细胞增殖的阻遏物和细胞周期停滞细胞中的激活物。因此,阻止mir-125b调节作用的阻断miR可以用于减少TNF-α表达。
使用RNA杂交的序列分析鉴定到众多靶位点。微RNA作为上半部分链显示,靶序列作为中间序列显示并且阻断miR序列作为下半部分链显示。阻断miR的具体实施方案将从本发明的描述中显而易见。
a)
3′ AGUGUUCAAUCCCAGAGUCCCU
|||||||||||||
5′GCUCAAAAAGAGAAUUGGGGGCUUAGGGUCGGAACCCAAG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CGAGTTTTTCTCTTAACCCCCGAATCCCAGCCTTGGGTTC
b)
3′ AGUGUUCAAUCCCAGAGUCCCU
|| ||||||
5′CUAGAAAUUGACACAAGUGGACCUUAGGCCUUCCUCUCUC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′GATCTTTAACTGTGTTCACCTGGAATCCGGAAGGAGAGAG
c)
3′ AGUGUUCAAUCCCAGAGUCCCU
|||||||
5′CUGACAUCUGGAAUCUGGAGACCAGGGAGCCUUUGGUUCU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′GACTGTAGACCTTAGACCTCTGGTCCCTCGGAAACCAAGA
d)
3′ AGUGUUCAAUCCCAGAGUCCCU
||||||
5′CAUUGCUGAGCCUCUGCUCCCCAGGGGAGUUGUGUCUGUA
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′GTAACGACTCGGAGACGAGGGGTCCCCTCAACACAGACAT
Mir-125b-1*(从相同的前mir加工为mir-125b)也具有TNF-UTR中的靶位点。
a)
3′ UCGAGGGUUCUCGGAUUGGGCA
|| |||||||
5′AACCUGGGAUUCAGGAAUGUGUGGCCUGCACAGUGAAGUG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TTGGACCCTAAGTCCTTACACACCGGACGTGTCACTTCAC
b)
3′ UCGAGGGUUCUCGGAUUGGGCA
|||||||
5′AGGCUGUUCCCAUGUAGCCCCCUGGCCUCUGUGCCUUCUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TCCGACAAGGGTACATCGGGGGACCGGAGACACGGAAGAA
实施例16靶向肿瘤阻抑蛋白SuFu和Fus-1的阻断miR
最近证实MicroRNA-378通过靶向两种肿瘤抑制蛋白SuFu和Fus-1表达促进细胞存活、肿瘤生长和血管生成(Lee DY,2007年12月18日,电子出版2007年12月11日)。通过突变分析证实微RNA结合位点,连同其他结合位点。阻止微RNA-378调节作用的阻断miR可以用于治疗或预防癌症。
Mir-378对sufu
如前述实施例中那样,微RNA作为上半部分链显示,靶序列作为中间序列显示并且阻断miR序列作为下半部分链显示。阻断miR的具体实施方案将从本发明的描述中显而易见。
3′ UGUGUCCUGGACCUCAGUCCUC
|||||||||
5′UGCCUGGGUCCCUGUUACAAGUCAGGAGCCCUGUAGGGAG
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′ACGGACCCAGGGACAATGTTCAGTCCTCGGGACATCCCTC
Mir-378与fus-1
a)
3′UGUGUCCUGGACCUCAGUCCUC
||||||||
5′AGCACAGCAGGGCAUAUACCAGUCAGGAAUGCCCGUUACC
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CAACTCTCTCACGTCCGACCCCAGTCCTGTCCGACGCCTA
b)另一个潜在靶位点是:
3′ UGUGUCCUGGACCUCAGUCCUC
| |||||||||||
5′GUUGAGAGAGUGCAGGCUGGGGUCAGGACAGGCUGCGGAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CAACTCTCTCACGTCCGACCCCAGTCCTGTCCGACGCCTA
实施例17
用于阻止肿瘤入侵和转移的阻断miR
已经证实微RNA mir-373和mir-520c促进肿瘤入侵和转移(Huang Q,2008年2月;电子出版2008年1月13日)。作者证实细胞mir-373和mir-520c的移行表型可以由CD44下调解释。先前已经报道编码乙酰透明质酸细胞表面受体的CD44表达减少引起与移行中作用相符合的肿瘤进展增强。在该论文中还给出3′UTR中两个微RNA结合位点的证据,并且证实缺失距离该UTR的3′端约70和140nt的两个微RNA结合位点取消了调节作用。作者推测这两个微RNA的其他靶可以参与移行表型。然而,他们还证实CD44的siRNA敲除也具有移行表型,从而支持CD44下调对移行和入侵的重要性。
我们提出使用阻断miR阻断CD44下调。两个优选的靶位点是靠近该UTR3′端的那两个位点(位置3001和位置2927):
Mir-373对CD4
在该UTR 3′端附近鉴定到mir-373的一个潜在靶位点。
来自RNA杂合物的复合体:
位置3001
靶 5′U UG A A 3′
AU CU GAGUUGAA GCACUU
UG GG UUUAGCUU CGUGAA
miRNA 3′ UG GU G 5′
如前述实施例中所示的复合体,微RNA作为上半部分链显示,靶序列作为中间序列显示并且阻断miR序列作为下半部分链显示。阻断miR的具体实施方案将从本发明的描述中显而易见。
3′ UGUGGGGUUUUAGCUUCGUGAAG
||||||
5′UAUGUAUAUUGCUGAGUUGAAAGCACUUAUUGGAAAAUAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′ATACATATAACGACTCAACTTTCGTGAATAACCTTTTATA
Mir-520c对CD4
鉴定到mir-520c的三个潜在靶位点:
首先显示来自RNA杂合物的复合体。随后该复合体如前述实施例中那样显示。
a)
位置2083
靶 5′C UG UUCCAC U 3′
CAGAGA GUU UCCUUCUAGA
GUCUUU CGA AGGGAGAUCU
miRNA 3′ CA C5′
3′ GUCUUUCACGAAGGGAGAUCUC
||||||||||
5′CCAGAGAUGGUUUUCCACUCCUUCUAGAUAUUCCCAAAAA
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′GGTCTCTACCAAAAGGTGAGGAAGATCTATAAGGGTTTTT
b)
位置485
靶 5′A CC A 3′
CAGA CCCUCUAGA
GUCU GGGAGAUCU
miRNA 3′ UUCACGAA C 5′
3′ GUCUUUCACGAAGGGAGAUCUC
|||||||||
5′UACACAUCUUCAACAGACCCCCUCUAGAAAUUUUUCAGAU
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′ATGTGTAGAAGTTGTCTGGGGGAGATCTTTAAAAAGTCTA
c)
位置2927
靶 5′U CACACCC U 3′
CAGAG UUCCUCUGG
GUCUU AGGGAGAUC
miRNA 3′ UCACGA UC 5′
3′ GUCUUUCACGAAGGGAGAUCUC
|||||||||
5′GACUUUUCAGAGCACACCCUUCCUCUGGUUUUUGUAUAUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CTGAAAAGTCTCGTGTGGGAAGGAGACCAAAAACATATAA
实施例18
用于治疗癌症的靶向PTEN的阻断miR
已经证明Mir-214通过靶向PTEN的3′UTR诱导细胞存活和顺铂耐药性,这导致PTEN的下调和Akt途径激活(Yang H,2008年1月)。证实PTEN 3′UTR中的mir-214结合位点。使用突变分析和报道系统验证该微RNA结合位点。另外,证实用缺少3′UTR的PTEN cDNA绕过对PTEN的微RNA调节作用则降低细胞存活,也如导入Akt抑制物那样。因而,阻断miR可以用来阻止对PTEN的微RNA调节作用,这转而将阻止Akt途径激活。这种阻断miR可以与顺铂或其他化疗药共同给药以防止产生耐药性。也可以使用针对mir-214的反miR,但是在这种情况下副作用的可能性可能提高。
以下复合体可以在mir-214和以上论文中鉴定的靶位点之间形成。
a)
位置993
靶 5′U A UCAA AUAAUA G 3′
ACU GUUU UC CCUGCUGU
UGA CGGA AG GGACGACA
miRNA 3′ C ACAC 5′
3′ UGACGGACAGACACGGACGACA
||||||||
5′ACUAGUUUUCAAUCAUAAUACCUGCUGUGGAUGCUUCAUG
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TGATCAAAAGTTAGTATTATGGACGACACCTACGAAGTAC
其他结合位点在以下复合体中显示:
b)
位置629
靶 5′ G GC AC U 3′
GCC UGUC UGCUUGUUGU
CGG ACAG ACGGACGACA
miRNA 3′UGA AC 5′
3′ UGACGGACAGACACGGACGACA
||||||||||
5′GGAAUUGGCCGCUGUCACUGCUUGUUGUUUGCGCAUUUUU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CCTTAACCGGCGACAGTGACGAACAACAAACGCGTAAAAA
c)
位置3196
靶 5′A UCAUCCCAAUCAGA CAUUUGUUAU A 3′
UGCC UGUC UGUGUUUGUU
ACGG ACAG ACACGGACGA
miRNA 3′UG CA 5′
3′ UGACGGACAGACACGGACGACA
||||||||||
5′AGAUGUCCAUUUGUUAUUGUGUUUGUUAACAACCCUUUAU
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TCTACAGGTAAACAATAACACAAACAATTGTTGGGAAATA
实施例19用于治疗癌症的阻断miR
最近证实MicroRNA-27是ZBTB10的阻遏物,其中所述的ZBTB10是Spl、Sp3和Sp4的负调节物(Mertens-Talcott SU,2007年11月)。因而,用反义miR-27a转染ER-阴性MDA-MB-231乳腺癌细胞导致ZBTB10mRNA的表达增加和Sp1、Sp3和Sp4的表达减少。另外,反义mir-27a转染伴随Sp-依赖性存活基因和血管生成性基因(包括存活、血管内皮生长因子(VEGF)和VEGF受体1(VEGFR1)基因)的表达减少。用ZBTB10表达质粒转染获得相似的结果。因而,针对mir-27的反义分子可以用来治疗癌症。我们提出使用针对ZBTB10的阻断miR,阻断对ZBTB10的mir-27a抑制作用。
Mir-27a与ZBTN103′UTR:
位置96
靶 5′U U UAG AUGUU A 3′
GC GGA UAGUU GCUGUGAA
CG CCU AUCGG UGACACUU
miRNA 3′ UGA 5′
3′ CGCCUUGAAUCGGUGACACUU
|||||||||||
5′GCUGGAUAGUAGUUAUGUUGCUGUGAAAACUGUAGGGUCA
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′CGACCTATCATCAATACAACGACACTTTTGACATCCCAGT
如前述实施例中那样,上半部分序列是微RNA,中间部分序列是靶序列,并且下半部分链是可以在两端被截短的示例性阻断miR。具体实施方案将从详细描述中显而易见。
Mi-27a对Myt-1
也证实Mir-27a调节Myt-1,这进一步有助于该微RNA的生癌活性。Myt-1在G2-M阻断细胞周期进展。因而阻止Myt-1的mir-27a的阻断miR也是有意义的。
序列分析鉴定到两个推定性靶位点和该微RNA与Myt-13′UTR之间的相应复合体。
a)
位置2620
靶 5′U CACA U 3′
GUGGAAU AGUUGCUGUGA
CGCCUUG UCGGUGACACU
miRNA 3′ AA U 5′
3′ CGCCUUGAAUCGGUGACACUU
|||||||||||
5′AAUGUGUGGAAUCACAAGUUGCUGUGAUACUUCAUUUUUA
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′TTACACACCTTAGTGTTCAACGACACTATGAAGTAAAAAT
b)
位置2414
靶 5′U U C UUCAUA A U 3′
GC GA CU UGG UUAUUGUGAG
CG CU GA AUC GGUGACACUU
miRNA 3′ C U 5′
3′CGCCUUGAAUCGGUGACACUU
||||||||||
5′CUGACCUUUCAUAUGGAUUAUUGUGAGUCAUCAGAGUUUA
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3′GACTGGAAAGTATACCTAATAACACTCAGTAGTCTCAAAT
参考文献
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Claims (37)
1.寡核苷酸,其包含与SEQ ID NO:1-56中任意者或者包含1、2或3个取代的SEQ ID NO:1-56中任意者的至少8个邻接碱基互补的邻接序列。
2.根据权利要求1所述的寡核苷酸,其中,碱基配对在选自由至少7个碱基、至少8个碱基、至少9个碱基、至少10个碱基、至少11个碱基、至少12个碱基、至少13个碱基、至少14个碱基、至少15个碱基、至少16个碱基、至少17个碱基、至少18个碱基、至少19个碱基、至少20个碱基、至少22个碱基、至少25个碱基、至少30个碱基和至少35个碱基组成的组中的长度范围内是连续的。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,碱基配对包括SEQ ID NO:1-56中任意者的第22-27位置。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,碱基配对终于第28位置。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,碱基配对始于第7位置。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,碱基配对包括第8-28、8-27、9-27、10-27、11-27、12-27、13-27、14-27、15-27、16-27、17-27、18-27、19-27、20-27、21-27、9-28、10-28、11-28、12-28、13-28、14-28、15-28、16-28、17-28、18-28、19-28、20-28和21-28位置。
7.前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,能够与SEQ ID NOs:1-56中任意者或者包含1或2个取代的SEQ ID NOs:1-56中任意者发生碱基配对。
8.前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,能够与SEQ ID NOs:1-56中任意者或包含1个取代的SEQ ID NOs:1-56中任意者发生碱基配对。
9.前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,能够与在第22-27的任意位置内SEQ ID NOs:1-56中任意者或包含1个取代的SEQ ID NOs:1-56中任意者发生碱基配对。
10.前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,能够与SEQ ID NOs:1-56中任意者发生碱基配对。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸能够激活RNA酶H。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸能够募集RNAi机器。
13.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸不能够激活RNA酶H并且不能够诱导募集RNAi机器。
14.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸能够阻断RNAi机器对特定靶RNA的活性。
15.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸能够阻断微RNA对特定靶RNA的调节活性。
16.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸是所述靶RNA的正调节物。
17.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸是所述靶RNA的负调节物。
18.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸包含提高该寡核苷酸对互补性序列的亲和力的核苷酸单体或提高亲和力的修饰。
19.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸包含提高其生物稳定性和/或生物利用率的修饰如硫代磷酸酯键。
20.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸包含INA单元、PNA单元、LNA单元、在2′-位置上取代的单元或能够特异性碱基配对的任何其他核苷酸单元。
21.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸包含在2′-位置上取代的核苷酸单元和/或主链修饰。
22.寡核苷酸,其包含一个或多个LNA单元和一个或多个在2′-位置上取代的单元的重复模式。
23.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸不包含任何RNA单元。
24.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸不包含任何DNA单元。
25.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸不包含任何吗啉代单元和/或LNA单元。
26.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸包含通用碱基。
27.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸不与互补性寡核苷酸发生碱基配对或者不意图连同与互补性寡核苷酸配对的碱基一起使用。
28.根据前述权利要求中任意一项所述的寡核苷酸,其中,所述寡核苷酸与互补性寡核苷酸发生碱基配对。
29.调节靶RNA活性的方法,其包括以下步骤:
a.提供包含靶RNA的系统;
b.将该靶RNA的权利要求1-28中任意一项的寡核苷酸引导至该系统;
c.因而调节靶RNA的活性。
30.根据权利要求29的方法,其中,所述寡核苷酸阻止微RNA对靶RNA的活性并且因而调节该靶RNA的活性。
31.根据权利要求29-30中任意一项所述的方法,其中,所述寡核苷酸诱导RNA酶H切割靶RNA并且因而调节该靶RNA的活性。
32.根据权利要求29-30中任意一项所述的方法,其中,所述系统是细胞提取物或细胞。
33.根据权利要求29-32中任意一项所述的方法,其中,所述方法在体内、离体或体外进行。
34.一种药物组合物,其包括治疗有效量的权利要求1-28中任意一项所述的寡核苷酸。
35.一种治疗方法,其包括将治疗有效量的权利要求1-28中任意一项所述的寡核苷酸或者权利要求34所述的药物组合物给药至需要的人。
36.用作药物的权利要求1-28中任意一项所述的寡核苷酸。
37.权利要求1-28中任意一项所述的寡核苷酸在制备用于治疗癌症、病毒感染、免疫疾病或心血管疾病的药物中的应用。
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