CN103394099A - microRNA-26a在制备预防或治疗肺纤维化药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了microRNA-26a在制备预防或治疗肺纤维化药物中的应用。本发明通过实验证明了在实验性肺纤维化小鼠及临床肺纤维化患者中microRNA-26a表达显著下调。并且通过使用胆固醇修饰antagomiR-26a或锁核苷酸技术修饰LNA-AMO-26a特异性抑制miR-26a结果发现可引起小鼠肺纤维化。更为重要的是,本发明还进一步发现了通过使用胆固醇修饰agomiR-26a或锁核苷酸技术修饰LNA-miR-26a在肺组织中过表达miR-26a,可以有效减轻实验性肺纤维化的发生。并且相对于以往实验中用到的腺病毒转染,胆固醇及锁核苷酸修饰的microRNA更加安全。本发明为肺纤维化的发生提供了一个新的病理生理学机制,并提供了一种可用于肺纤维化疾病的预防与治疗的新药物。
Description
技术领域
本发明涉及一种内源性的非编码小RNAs的新医药用途,尤其涉及microRNA-26a在预防和治疗肺纤维化疾病中的用途,属于肺纤维化疾病的预防和治疗领域。
背景技术
特发性肺纤维化(IPF)是一种病因不明的慢性间质性肺疾病,其病理改变以肺泡上皮损伤、炎性细胞蓄积、成纤维细胞增殖以及细胞外基质的沉积为主要特征,最终引起肺的弹性和肺泡表面积的丧失,而导致气体交换和肺功能的损害。其临床表现为进行性呼吸困难并伴有刺激性干咳,最终因呼吸衰竭而死亡。IPF发病率高,存活率低,预后差,确诊后平均存活3~5年,其5年生存率不超过50%,对人类健康和生命危害极大。然而,肺纤维化发病机制尚不清楚,且无有效的治疗方法。
肺纤维化是一个高度流行的疾病,多种临床用药(如博来霉素、胺碘酮等)均会导致患者出现肺纤维化。肺纤维化具有较高的发病率,死亡率,并导致社会经济负担加重。关于肺纤维化的预防、诊断和治疗工作,目前尚存在巨大的不足。miRNAs在人类疾病病理过程中的作用近来已经逐渐被揭示。
肺纤维化的直接病因是肌成纤维细胞分泌的胶原含量增加,由于肌成纤维细胞细胞来源的多样性,因此目前为止针对单一靶点的药物治疗,尚不能达到让人满意的效果。随着近来microRNAs研究的热潮,这种内源性的非编码小RNAs已经作为一个基因表达调节的中心因子,参加许多重要的生理过程。单一microRNA可负向调控多个基因的表达,可为纤维化肺疾病的防治带来新的希望,因此发现不同病理生理情况下起关键调节作用的microRNA亚型变化,并阐明其功能,将会对该疾病的治疗带来新的靶标和产生新的干预策略。尽管越来越多的microRNAs作为人类疾病的生物标志物、决定因素和治疗靶点被发现,但在肺纤维化中的关键microRNA亚型仍没有确定,其所发挥的功能以及针对特定疾病的靶向性给药途径仍是对该领域科研人员的挑战。因此,本发明试图证明microRNA-26a在肺纤维化中的改变及其作用,探索microRNA-26a对肺纤维化的治疗作用,为临床肺纤维化患者带来希望。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是确定microRNA-26a在肺纤维化中的改变,及其致病作用,并将其作为一种新型的药物作用靶点,应用于预防以及治疗肺纤维化疾病之中。
本发明人通过大量的实验证明在实验性肺纤维化小鼠及临床肺纤维化患者中microRNA-26a(miR-26a)表达显著下调。通过使用胆固醇连接的antagomiR-26a或锁核苷酸技术修饰的LNA-AMO-26a特异性抑制miR-26a可引起小鼠肺纤维化。更为重要的是,本发明还发现通过使用胆固醇连接的agomiR-26a或锁核苷酸技术修饰的LNA-miR-26a在肺组织中过表达miR-26a,可以有效减轻实验性肺纤维化的发生。而且相对于以往实验中用到的腺病毒转染发,胆固醇及锁核苷酸修饰的microRNA更加安全。
在此研究的基础上,本发明提出了microRNA-26a在制备预防或治疗肺纤维化药物中的应用,其中所述的microRNA-26a的核苷酸序列如下所示:
microRNA-26a:5’-UUCAAGUAAUCCAGGAUAGGCU-3’(SEQ ID NO.1)。
优选的,所述的microRNA-26a的5’端连接有胆固醇,或所述的microRNA-26a为锁核苷酸。
上述研究结果,为肺纤维化的发生提供了一个新的病理生理学机制,并可用于肺纤维化疾病的预防与治疗。
附图说明
图1为肺纤维化中miR-26a的变化;
A病理染色(HE及Masson染色)显示肺纤维化小鼠模型建立成功;B纤维化小鼠肺组织中羟脯氨酸含量增加;C纤维化小鼠肺组织中胶原含量增加;D纤维化小鼠肺组织中miR-26a表达降低;E临床肺纤维化患者肺组织中miR-26a表达显著降低;
图2为特异性敲减miR-26a可诱导小鼠肺纤维化的发生;
A Real-time PCR评价antagomiR-26a的抑制效率;B病理染色检测小鼠肺组织胶原沉积;C Image Pro Plus软件统计小鼠纤维化面积;D、E评价小鼠肺组织中羟脯氨酸及胶原含量变化;
图3为miR-26a可有效预防肺纤维化的发生;
A小鼠给药模式图;B利用病理染色评价小鼠肺部胶原沉积;C统计小鼠肺部纤维化面积;D、E检测小鼠肺组织中羟脯氨酸及胶原含量;
图4为过表达miR-26a可减轻肺纤维化的发生。
A利用病理染色评价miR-26a对胶原沉积的治疗作用;B统计小鼠肺部纤维化面积;C、D检测小鼠肺组织中羟脯氨酸及胶原含量
具体实施方式
下面通过药理性及临床观察实验并结合实施例对本发明做进一步说明,应该理解的是,这些实施例仅用于例证的目的,决不限制本发明的保护范围。
实施例1、microRNA-26a在肺纤维化中表达降低
本实验采用气管注射博来霉素建立C57BL/6小鼠肺纤维化模型。选取2-3月龄成年健康C57BL/6小鼠,1%戊巴比妥钠麻醉后,暴露气管,气管内注射博来霉素(BLM)或生理盐水(Saline),5mg/kg体重或50ul/30g体重,28天后形成肺纤维化模型。
取小鼠肺组织固定于4%多聚甲醛溶液中,进行病理染色,发现注射BLM组小鼠出现肺纤维化,而注射生理盐水组没有纤维化出现。羟脯氨酸含量测定发现,与saline组相比,BLM组小鼠肺组织中羟脯氨酸含量显著升高。常规提取小鼠肺组织RNA,real-time PCR发现注射BLM后,小鼠肺组织中CollagenⅠ、CollagenⅢ含量显著升高。
利用Taqman探针法筛选差异表达microRNAs,结果发现,多个miRs发生差异表达(如miR-21,miR-29等),其中miR-26a变化最明显。选取临床肺纤维化患者组织,real-time PCR结果显示,IPF患者中miR-26a表达显著降低。结果如图1所示。
实施例2、抑制microRNA-26a的表达可诱导肺纤维化的发生
选取2-3月龄健康成年C57BL/6小鼠,利用胆固醇修饰的antagomiR-26a(将胆固醇连接在antagomiR-26a的5’端,增加其跨膜性,可特异性抑制miR-26a表达)经气管注射,分为三组(1)注射生理盐水组(saline组);(2)注射胆固醇修饰的antagomiR-26a组;(3)注射胆固醇修饰的antagomiR-NC组(阴性对照)。注射剂量为10mg/kg,时间点为第1,2,8,9,15,16天,三周后取材,发现注射胆固醇修饰的antagomiR-26a后,小鼠肺组织胶原沉积显著增加,且羟脯氨酸含量升高,小鼠出现肺纤维化(*p<0.05vs antagomiR-NC)。
利用real-time PCR检测注射胆固醇修饰的antagomiR-26a后miR-26a的表达水平。实验结果显示:和胆固醇修饰的antagomiR-NC相比,胆固醇修饰的antagomiR-26a注射后小鼠肺组织中miR-26a的表达量降低4.8倍(*p<0.05vsantagomiR-NC)。同时降低miR-26a表达可诱导小鼠肺组织中羟脯氨酸及胶原含量增加,诱导肺纤维化的发生。结果如图2所示。
实施例3、表达miR-26a可显著抑制小鼠肺纤维化
选取2-3月龄健康成年C57BL/6小鼠,利用胆固醇修饰的microRNA-26a(agomiR-26a,将胆固醇连接在microRNA-26a互补连的5’端,增加microRNA的跨膜性,过表达miR-26a)经气管注射,分为四组(1)注射生理盐水组(saline组);(2)注射BLM组;(3)注射BLM+agomiR-26a组;(4)注射BLM+agomiR-NC组(阴性对照)。agomiR-26a/agomiR-NC注射剂量为10mg/kg,注射时间点如图3所示。
给小鼠气管注射胆固醇修饰的agomiR-26a或agomiR-NC,持续注射3天后,给小鼠气管注射BLM造成小鼠肺纤维化模型,4周后取材(图3A-a),Masson染色结果显示提前注射agomiR-26a可预防BLM引起的小鼠肺组织胶原沉积(图3B),经Image-Pro Plus软件统计,与单独注射BLM组相比,注射agomiR-26a小鼠肺部胶原蓝染面积显著减轻(图3C),同时,注射agomiR-26a降低了肺组织羟脯氨酸含量,CollagenⅠ、CollagenⅢ、MMP-2及MMP-9的mRNA含量(图3D、E)。
临床上肺纤维化患者早期诊断不明确,确诊后没有较好的治疗方法。因此,我们想要进一步探索在体注射agomiR-26a是否可以治疗BLM诱导的小鼠肺纤维化。小鼠气管注射BLM1周后,给小鼠气管注射胆固醇修饰的agomiR-26a或agomiR-NC,10mg/kg,连续注射3天,4周后取材(图3A-b),结果表明,注射agomiR-26a可减轻BLM诱导的肺纤维化面积及羟脯氨酸含量(图4A-C),同时,亦可以降低BLM引起的CollagenⅠ、CollagenⅢ、MMP-2及MMP-9mRNA含量的增加(图4D)。为了更进一步验证miR-26a的治疗作用,我们在小鼠注射BLM2周后给予胆固醇修饰的agomiR-26a注射,同样自注射BLM开始4周后取材(图3A-c),结果发现,与注射BLM1周时注射胆固醇修饰的agomiR-26a相比,两周后注射胆固醇修饰的agomiR-26a对纤维化的治疗作用减弱,但是注射BLM2周后注射胆固醇修饰的agomiR-26a依旧对BLM诱导的肺纤维化具有一定的治疗作用(图4A-D)。
以上所述仅为本发明的优选实施例,对本发明而言仅是说明性的,而非限制性的;本领域普通技术人员理解,在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变,修改,甚至等效变更,但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.microRNA-26a在制备预防或治疗肺纤维化药物中的应用,其中所述的microRNA-26a的核苷酸序列如下所示:
microRNA-26a:5’-UUCAAGUAAUCCAGGAUAGGCU-3’。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于所述的microRNA-26a的5’端连接有胆固醇。
3.如权利要求1所述的应用,其特征在于所述的microRNA-26a为锁核苷酸。
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