CN105420240A - 治疗肾癌的hTERT基因反义寡核苷酸、药物组合物及应用 - Google Patents
治疗肾癌的hTERT基因反义寡核苷酸、药物组合物及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种治疗肾癌的hTERT基因反义寡核苷酸、药物组合物及应用,属于基因药物技术领域。因反义寡核苷酸序列为:5,-GGAGCGCGCGGCATCGCGGG-3,。<i>hTERT</i>基因全硫代修饰反义寡核苷酸(AS?PS-ODN)抑制肾癌GRC-1细胞端粒酶活性后,肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)对GRC-1细胞凋亡有增敏作用。
Description
技术领域
本发明提供了一种治疗肾癌hTERT基因反义寡核苷酸、药物组合物及应用,特别是涉及一种hTERT基因全硫代修饰的反义寡核苷酸、包含有肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)的药物组合物,以及它们在用于制备治疗肾癌药物中的应用,属于基因药物技术领域。
背景技术
端粒位于染色体的末端,具有防止染色体末端降解、融合,起到保护染色体完整性、维持细胞稳定性的作用。端粒酶功能在于合成染色体末端的重复序列,以维持端粒的长度和稳定性。人类端粒酶主要在肿瘤组织中表达,而在正常组织及良性肿瘤中,除了一些具有高度再生潜力和生殖细胞组织外,几乎不表达,表明端粒酶激活与肿瘤发生过程关系密切。现已发现人类端粒酶反转录酶催化亚单位(humantelomerasereversetranscriptase,hTERT),克隆了hTERT核酸序列,其基因含有逆转录酶高度保守特异序列。现已证明hTERT基因mRNA与端粒酶活性表达一致,其上游表达对端粒酶活性表达起重要作用,被认为是端粒酶活性表达的关键组分和限速因子。
TRAIL是肿瘤坏死因子(TNF)细胞因子家族的新成员,和TNF、调亡相关因子配体(FasL)一样,TRAIL也是通过与细胞膜上的相应的死亡受体(DR4,DR5)结合,激活Caspase通路,传递和放大凋亡信号,从而诱导靶细胞发生快速、大量、高效的凋亡反应[1]。TRAIL与其受体DR4,DR5特异性结合激活信号转导系统,启动凋亡程序的进行[2]。DR4,DR5同样是一种促进细胞凋亡的基因,可以合成执行细胞凋亡的酶:核酸内切酶(DNase)和凋亡蛋白酶(caspase)。前者导致肿瘤细胞染色体DNA片段化,后者水解细胞的蛋白质结构,导致细胞的全面解体[3]。
反义技术的基本原理就是根据碱基互补原则,用人工合成或生物体表达的特定互补的DNA或RNA片段(反义核酸)以抑制或封闭专一靶基因表达的技术,有理由发展成为一种新的基因治疗药物。
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发明内容
本发明提供了一种hTERT基因全硫代修饰反义寡核苷酸(ASPS-ODN),其可以对肾癌细胞GRC-1端粒酶活性产生影响,另外,本发明还提供一种药物组合物,反义寡核苷酸与肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL),ASPS-ODN对端粒酶活性抑制作用可以对TRAIL诱导肾癌细胞GRC-1凋亡产生增敏作用。
根据本发明的第一个方面:
一种肾癌细胞hTERT基因反义寡核苷酸,其核苷酸序列为:5,-GGAGCGCGCGGCATCGCGGG-3,。
所述的反义寡核苷酸上的所有碱基是经过硫代修饰的。
根据本发明的第二个方面:
一种用于治疗肾癌的组合物,包括有权利要求1所述的反义寡核苷酸,以及肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)。
根据本发明的第三个方面:
包含有上述组合物的药物,所述的药物是以水为载体,其中反义寡核苷酸的浓度是5~20μmol/L,TRAIL的浓度是50~150ng/ml。
根据本发明的第三个方面:
上述的反义寡核苷酸在制备治疗肾癌药物中的应用。
根据本发明的第四个方面:
上述的组合物在制备治疗肾癌药物中的应用。
有益效果:hTERT基因的全硫代修饰反义寡核苷酸抑制GRC-1细胞hTERT表达及端粒酶的活性,可以增加GRC-1细胞对肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体诱导凋亡的敏感性。采用端粒酶活性抑制剂结合肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体治疗肾癌具有良好应用前景。
附图说明
图1是ASPS-ODN对肾癌GRC-1细胞端粒酶活性的影响研究中的电泳图。
图2是RT-PCR检测ASPS-ODN对肾癌GRC-1细胞hTERT基因mRNA的影响研究中的电泳图(其中,M泳道是marker:PBR322DNA/MsplDNA分子量标准;1和2泳道分别是对照组细胞处理24、48h后;3和4泳道分别是ASPS-ODN处理组细胞处理24、48h后;5和6泳道分别是SPS-ODN处理组细胞处理24、48h后)。
图3是hTERT反义核酸与100ng/mlTRAIL联合作用48h,GRC-1细胞凋亡百分率示意图(其中图例为:A:空白组;B:SPS-ODN;C:ASPS-ODN;D:TRAIL;E:TRAIL+SPS-ODN;F:TRAIL+ASPS-ODN)。
具体实施方式
实施例1材料和方法
1.1.1主要试剂
PMBI-1640培养粉为北京天为时代科技有限公司产品,胎小牛血清为兰州民海生物制品公司产品,端粒酶检测试剂盒购自南京凯基生物公司,噻唑蓝为兰州百奥生物制品公司产品,肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体为武汉博士德生物制品公司产品。异硫氰酸荧光素标记的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白双染凋亡检测试剂盒为北京天为时代科技有限公司产品。
1.1.2引物合成
从基因库中查出hTERT基因mRNA的全部,根据hTERT基因mRNA的序列分析,设计出互补于起始密码子的反义片段,选择起始密码子上游6个碱基及后续的14个碱基共20个碱基长度为作用的靶序列。
hTERT基因的反义寡核苷酸的序列为5,-GGAGCGCGCGGCATCGCGGG-3,(SEQIDNO.1)。
正义核酸序列为5,-CCCGCGATGCCGCGCGCTCC-3,(SEQIDNO.2)。
以上每一条链上的所有碱基都进行全硫代修饰,由北京赛百胜生物制品公司合成,纯化,分装。本研究采用全硫代修饰反义核酸,硫代是指硫元素代替磷酸基团自由氧,是目前反义核酸应用研究最多的一种修饰,可以增强反义核酸的稳定性,提高反义核酸对核酸酶的耐受性,使其药物半衰期增加10倍,同时增强反义核酸对肿瘤细胞的亲核性,从而使反义核酸更容易进入肿瘤细胞核内发挥其抗肿瘤作用。
各序列经计算机网上检索证实与hTERT基因以外的已知人类基因无同源性。hTERT上游引物5,-CGGAAGAGTGTCTGGAGCAA-3,(SEQIDNO.3);下游引物为5,-GGATGAAGCGCAGTCTGGA-3,(SEQIDNO.4),均由上海生工生物工程技术公司合成。
1.1.3细胞培养
GRC-1细胞株由兰州大学第二附属医院泌尿研究所提供。采用含100mL/L胎小牛血清(60℃灭活3min),100u/ml青霉素,100u/ml链霉素的PMBI-1640培养基,在37℃,50mL/LCO2饱和湿度条件下培养。实验选用对数生长期细胞。
1.1.4统计学分析方法数据采用均数+标准差表示,使用SPSS16.0统计学软件,采用非参数秩和检验进行统计学处理,以P<0.05为差异有统计学意义。
实施例2hTERT基因的全硫代修饰反义寡核苷酸对肾癌GRC-1细胞端粒酶活性的影响
首先,采用TRAP-银染法对端粒酶活性定性分析,按试剂盒说明书操作。实验分为ASPS-ODN组,SPS-ODN组及空白对照组。采用24孔培养板,每组接种3孔,每孔接种1×105细胞。用最适浓度10μmol/L的ODN处理后,收集寡核苷酸处理不同时期后的GRC-1细胞(24、48、72h),用PBS洗涤细胞二次,加入1ml冰冷的Washbuffer,置冰上5min,4℃离心(3000rpm,5min)。弃上清后加入40μl冰冷的Lysisbuffer,置冰上30min4℃离心(13000rpm,30min;离心上清测定其蛋白浓度至5-10μg/ml。取9ulPCR扩增产物,加入1μl10×上样缓冲液,在12%非变性聚丙烯酰胺凝胶垂直电泳1h。置于硝酸银染液浸泡30min,显色液显色10min,直到全部条带显色,置于10%乙酸浸泡5min终止反应。
TRAP-银染法结果如图1所示,1、2、3条带是hTERTASPS-ODN处理细胞24、48、72h后;4、5、6条带是hTERTSPS-ODN处理细胞24、48、72h后;7、8、9条带是对照组细胞24、48、72h后。可以看出,ASPS-ODN对肾癌GRC-1细胞端粒酶的活性有明显的抑制作用,条带不明显,显著与与SPS-ODN组及空白对照组存在差别。
接下来,采用TRAP-PCR-ELISA法对端粒酶活性定量分析,按试剂盒说明书操作。实验分为hTERTASPS-ODN组,SPS-ODN及空白对照组。采用24孔培养板,每组接种3孔,每孔接种1×105细胞。采用端粒重复序列扩增-多聚酶链反应-酶联免疫吸附测定法检测端粒酶活性,按试剂盒说明书操作。用最适浓度10μmol/L的寡核苷酸处理后,收集寡核苷酸处理不同时期后的GRC-1细胞(24、48、72h),用磷酸盐缓冲液洗涤细胞二次,加入1ml冰冷的洗涤缓冲液置冰上5min,4℃离心(3000rpm,5min);弃上清后加入40μl冰冷的细胞裂解液置冰上30min4℃离心(13000rpm,30min);离心上清测定其蛋白浓度至5-10μg/ml。取5μl聚合酶链式反应扩增产物,加入20μl变性试剂,置室温孵育10min,加入225μl混合液,(含地高辛标记的检测抗体),混匀后转100μl混合液于抗生物素包被的微孔板上,37℃杂交2h,加入过氧化物酶偶联的地高辛抗体100μl,室温孵育30min。最后加入过氧化物酶底物四甲基对氨基联苯孵育10min,加入终止液终止反应。测定450nm和655nm吸光值(A)。结果如表1所示:
表1hTERT基因的全硫代修饰反义寡核苷酸对肾癌GRC-1细胞端粒酶活性的影响
与对照组相比,P<0.05。
实施例3ASPS-ODN对肾癌GRC-1细胞hTERT基因mRNA的影响
实验分为ASPS-ODN组,SPS-ODN组及空白对照组。用最适浓度10μmol//L的ODN处理后,收集寡核苷酸处理不同时期GRC-1细胞(24h,48h),用TrizolRNA提取试剂盒提取总RNA,按照MMLV一步法RT-PCR试剂盒的操作步骤进行RT-PCR检测。EP管中加入RT-PCRbuffer25μL,模板RNA1μL,上游引物1μL,下游引物1μL,M-MuLVRT1μL,加入无菌双蒸水至50μL。以β-actin作为内对照进行PCR扩增。PCR条件:1循环:37-40℃cDNA合成30min;38循环:94℃变形15s,60℃退火30s,72℃延伸1min;1循环:72℃延伸10min。扩增产物在15g/L琼脂糖凝胶上电泳,凝胶分析仪分析结果。
RT-PCR法结果显示,ASPS-ODN作用于GRC-1细胞24h,48h,hTERT基因mRNA相对表达量分别与SPS-ODN组及空白对照组相比,有显著性差异(P<0.05)(如图2和表2所示)。
表2ASPS-ODN对肾癌GRC-1细胞hTERT基因mRNA的影响
与对照组相比,P<0.05。
实施例4流式细胞仪测定hTERT基因蛋白的表达水平
收集寡核苷酸处理不同时期后的GRC-1细胞(24h,48h,72h)1×105,,4℃,70mL/L的乙醇固定15min,加入含10mL/L的吐温-20穿透缓冲液洗2次,加入hTERT基因抗体50μL,4℃孵育1h,缓冲液洗2次,加入异硫氰酸荧光素标记的兔抗羊免疫球蛋白50μL,4℃孵育30min,缓冲液洗2次,置流式细胞仪上检测。
流式细胞仪测定结果显示,ASPS-ODN作用于GRC-1细胞24h,48h,72h,hTERT基因蛋白表达的阳性细胞的百分率分别与SPS-ODN组及空白对照组相比,有统计学差异(P<0.05),如表3所示。
表3ASPS-ODN对肾癌GRC-1细胞hTERT基因蛋白表达水平的影响
实施例5噻唑蓝比色试验检测hTERT基因的全硫代修饰反义寡核苷酸与肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体(TRAIL)联合对GRC-1细胞活力的影响
实验分为6组:空白对照组(A组)、SPS-ODN(B组)、hTERTASPS-ODN组(C组)、TRAIL组(D组)、TRAIL+SPS-ODN(E组),TRAIL+ASPS-ODN组(F组)。采用24孔培养板,每组接种三孔,每孔接种1×105细胞。第一天加入寡核苷酸10μmol/L,24h后加入100ng/mlTRAIL,空白对照组加入等量培养液。加入TRAIL24h,48h,72h,96h后,分别采用噻唑蓝比色试验检测GRC-1细胞的活力。不同作用时间的细胞,每孔加入噻唑蓝溶液20ul,37℃孵育4h,弃去孔内培养液,每孔加入150μl二甲基亚砜,振荡10min。选择490nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值。抑制率=1-实验组A值/空白对照组A值。
hTERTASPS-ODN作用于GRC-1细胞24h加入100ng/mlTRAIL共同作用48h,GRC-1细胞抑制率为39%,与hTERTASPS-ODN组,SPS-ODN组,空白对照组,TRAIL组,TRAIL+SPS-ODN组相比有统计学意义(P<0.05)(表4)。
表4hTERT基因的全硫代修饰反义寡核苷酸与肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体联合作用对GRC-1细胞活力的影响(百分率)
实施例6流式细胞仪测定凋亡细胞的百分率
调整细胞待测密度为1×105细胞,取1ml细胞,冷磷酸盐缓冲液洗2次(1000rpm4℃离心10min),细胞悬浮于200μl结合缓冲液中。加入10μl异硫氰酸荧光素标记的Ca2+依赖性磷脂结合蛋白和5μl碘化丙啶避光室温反应15min。加入300μl结合缓冲液,立即上机检测。
hTERTASPS-ODN10μmol/L+100ng/mlTRAIL联合作用48h,GRC-1细胞凋亡百分率为35.18%,与TRAIL作用组、hTERTSPS-ODN+TRAIL联合作用组、hTERTASPS-ODN组、hTERTSPS-ODN组及对照组进行比较,差异有统计学意义(P<0.05)。单用TRAIL作用组与hTERTSPS-ODN+TRAIL联合作用组,二者无显著差异(P>0.05)(如图3)。
在其它处理时间的试验中,ASPS-ODN作用于GRC-1细胞24h,48h,72h,hTERT基因蛋白表达的阳性细胞百分率明显下降。GRC-1细胞经过hTERT全硫代修饰反义寡核苷酸与TRAIL联合作用,细胞活力明显受到抑制;GRC-1细胞凋亡百分率明显增高,与单用TRAIL组比较,有统计学意义。
另外,还考察了不同的hTERTASPS-ODN的浓度与TRAIL/叶酸联用对细胞凋亡的影响。各组中分别采用hTERTASPS-ODN5~30μmol/L+100ng/mlTRAIL+5μmol/L叶酸对培养板中GRC-1细胞进行处理,处理时间为48h,每孔接种1×105细胞。依同法进行凋亡细胞的百分率的测定,在不同的hTERTASPS-ODN的浓度条件下的细胞凋亡率如表5所示。
表5不同的hTERTASPS-ODN的浓度条件下的细胞凋亡率
从上实验可以看出,抑制hTERT表达后,肿瘤细胞失去了DNA修复能力,使染色体片段化,同时削弱了肿瘤细胞对DNA损伤的反应,因而加速了TRAIL对肿瘤细胞的凋亡作用。
序列表
<110>甘肃省中医院血液净化中心
<120>治疗肾癌的hTERT基因反义寡核苷酸、药物组合物及应用
<130>none
<160>2
<170>PatentInversion3.5
<210>1
<211>20
<212>DNA
<213>ASPS-ODN
<400>1
ggagcgcgcggcatcgcggg20
<210>2
<211>20
<212>DNA
<213>PS-ODN
<400>2
cccgcgatgccgcgcgctcc20
<210>3
<211>20
<212>DNA
<213>F-P
<400>3
cggaagagtgtctggagcaa20
<210>4
<211>19
<212>DNA
<213>R-P
<400>4
cgatgaagcgcagtctgga19
Claims (6)
1.一种肾癌细胞hTERT基因反义寡核苷酸,其特征在于:其核苷酸序列为:5,-GGAGCGCGCGGCATCGCGGG-3,。
2.根据权利要求1所述的肾癌细胞hTERT基因反义寡核苷酸,其特征在于:所述的反义寡核苷酸上的所有碱基是经过硫代修饰的。
3.一种用于治疗肾癌的组合物,其特征在于:包括有权利要求1或2所述的反义寡核苷酸,以及肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体。
4.包含有权利要求3所述的组合物的药物,其特征在于:所述的药物是以水为载体,其中反义寡核苷酸的浓度是5~20μmol/L,肿瘤坏死因子相关的凋亡诱导配体的浓度是50~150ng/ml。
5.权利要求1或2所述的反义寡核苷酸在制备治疗肾癌药物中的应用。
6.权利要求3所述的组合物在制备治疗肾癌药物中的应用。
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