CN110079528B - 靶向otud7b基因的小干扰rna在胶质瘤靶向治疗中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种靶向OTUD7B基因的小干扰RNA及序列,通过使OTUD7B基因沉默,为研发靶向胶质瘤的靶向治疗提供新策略;通过用靶向OTUD7B基因的小干扰RNA慢病毒载体感染胶质瘤细胞,抑制胶质瘤细胞增殖和胶质瘤生长,效果显著。本发明还提供了一种靶向OTUD7B基因的小干扰RNA在制备治疗胶质瘤药物中的应用,具有重大的临床应用价值和商业价值。最后本发明还提供一种治疗胶质瘤的方法,基于RNAi技术靶向干扰胶质瘤中OTUD7B基因,为研发靶向胶质瘤的靶向治疗新策略提供依据。
Description
技术领域
本发明属于医药领域,具体涉及一种靶向OTUD7B基因的小干扰 RNA在胶质瘤靶向治疗中的应用。
背景技术
恶性胶质瘤是中枢神经系统常见的原发性肿瘤,恶性程度极高,患者生存期短、复发率高、治疗困难。即使经过积极的放化疗,其中位生存期仍只有14个月左右。恶性胶质瘤的发生和演进与肿瘤细胞内关键基因的异常表达密切相关。因此,针对恶性胶质瘤内异常表达的关键基因进行分子靶向治疗,具有重要的治疗学意义。
OTUD7B(OTU domain-containing protein 7B)(HGNC:16683Entrez Gene:56957Ensembl:ENSG00000264522OMIM:611748UniProtKB: Q6GQQ9)是一个去泛素化酶,于2001年被首次报道,目前报道的作用主要是通过去泛素化TRAF3(TNF ReceptorAssociated Factor 3),抑制TRAF3 降解从而避免非经典NF-kB信号通路异常激活。OTUD7B基因在多种肿瘤中异常表达,参与调控肿瘤恶性生物学行为,但是在不同类型的肿瘤中发挥的作用不一。举例来说,前期研究发现,肝细胞癌中OTUD7B是抑癌基因,其低表达提示肿瘤体积更大、卫星灶更多、TNM分期更晚且预后更差,这与OTUD7B抑制基质金属蛋白酶MMP9(Matrix Metallopeptidase 9)的表达,进而抑制肝癌转移有关。在肺癌研究中,OTUD7B起到了促癌的作用。在K-ras(Kirsten Rat Sarcoma Viral Oncogene Homolog)突变驱动的肺癌模型中,OTUD7B野生组在16~23周即出现自发肺癌结节,但在OTUD7B敲除组,其肺癌结节数量仅为野生组的50%,且肿瘤体积更小、生存期更长,该现象是由于OTUD7B使GβL泛素化水平降低,促进mTORC2(mTOR complex 2)复合体的形成,进而激活下游Akt信号通路导致的。然而, OTUD7B在胶质瘤中的作用目前尚无报道,以OTUD7B为治疗靶点在恶性胶质瘤中的治疗学意义也有待阐明。鉴于OTUD7B的异常表达是介导多种恶性肿瘤生物学行为的关键调控因素,设计并开发针对OTUD7B的靶向药物能为胶质瘤的靶向治疗提供新思路。
RNA干扰(RNA interference,RNAi)是指在进化过程中高度保守的、由小干扰RNA(short interfering RNA)诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。利用质粒、病毒或细菌载体将短发夹RNA(shRNA)导入细胞,经细胞内加工处理后可形成与靶基因mRNA互补结合的短序列RNA分子,进而抑制靶基因蛋白翻译,其优点在于可持续性、特异性干扰靶基因的表达。
有鉴于此,本发明提供了一种靶向OTUD7B基因的小干扰RNA在胶质瘤靶向治疗中的应用,由于针对OTUD7B的靶向药物尚未见报道,因此本发明具有重大的临床应用价值和潜在的商业价值。同时,由于现在对于 OTUD7B的研究尚处于初始阶段,因此本发明基于RNAi技术靶向干扰胶质瘤中OTUD7B,还能够为研发靶向胶质瘤的靶向治疗新策略提供依据。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种靶向OTUD7B基因的小干扰RNA,具体方案如下:
靶向OTUD7B基因的小干扰RNA,所述小干扰RNA的核苷酸序列如 SEQ ID NO:1所示。所述小干扰RNA为短发夹RNA(shRNA),由发明人所在实验室自主设计、合成。
进一步,上述小干扰RNA的核苷酸序列还包括SEQ ID NO:2。所述小干扰RNA为shRNA,由发明人所在实验室自主设计、合成。
本发明的目的之二在于提供上述小干扰RNA的应用,具体方案如下:
上述小干扰RNA在制备胶质瘤靶向治疗药物中的应用。
进一步,所述药物通过所述小干扰RNA靶向干扰OTUD7B基于表达来促进胶质瘤细胞DNA损伤及凋亡,抑制胶质瘤体内生长。
一种包含上述小干扰RNA的载体。
进一步,所述载体可以是慢病毒和/或腺病毒。
优选的,所述载体为慢病毒载体。利用慢病毒构建的shRNA载体,与化学合成的siRNA和基于瞬时表达载体构建的shRNA载体相比,一方面可以扩增替代瞬时表达载体使用,另一方面,慢病毒-shRNA克隆经过慢病毒包装系统包装后,可用于感染依靠传统转染试剂难以转染的细胞系,如原代细胞,并且在感染后可以整合到受感染细胞的基因组,进行长时间的稳定表达。
上述小干扰RNA在敲低OTUD7B基因中的应用。RNA干扰技术是通过造成目的mRNA特异性降解,从而使基因转录后沉默的一种现象。本发明的研究人员在前期的课题基础上,自主设计并筛选出两条对OTUD7B基因表达敲低效果最佳的shRNA序列,并利用慢病毒构建载体感染原代胶质瘤细胞。由于前期研究已经证实OTUD7B在多种肿瘤中存在异常表达,因此敲低其表达量可以抑制胶质瘤细胞的增长。
本发明的目的之三,基于上述小干扰RNA,提供治疗胶质瘤的药物及方法,具体如下:
一种治疗胶质瘤的药物,所述药物包含上述小干扰RNA和药学上可接受的载体或助剂;所述药物包括但不限于化药、抗体药、疫苗、ADC等。
一种抑制胶质瘤生长的方法,所述方法通过所述小干扰RNA靶向干扰 OTUD7B基因来促使胶质瘤细胞DNA损伤及凋亡,抑制胶质瘤体内生长。
进一步,所述方法通过用所述包含小干扰RNA的载体感染胶质瘤细胞,从而抑制胶质瘤细胞增殖和胶质瘤生长。本发明通过将所述shRNA慢病毒载体感染胶质瘤细胞,抑制胶质瘤细胞增殖和胶质瘤生长,效果显著;采用特异性shRNA干扰胶质瘤细胞OTUD7B表达,能够显著抑制胶质瘤生长并延长荷瘤鼠生存时间。
本发明的有益效果在于:
1)本发明提供了一种靶向OTUD7B基因的小干扰RNA,通过使 OTUD7B基因沉默,为研发靶向胶质瘤的靶向治疗提供新策略。
2)本发明通过将OTUD7B基因的小干扰RNA慢病毒载体感染胶质瘤细胞,抑制胶质瘤细胞增殖和胶质瘤生长,效果显著。
3)本发明提供了一种靶向OTUD7B基因的小干扰RNA在制备治疗胶质瘤药物中的应用,具有重大的临床应用价值和商业价值。
4)本发明还提供一种治疗胶质瘤的方法,基于RNAi技术靶向干扰胶质瘤中OTUD7B基因,为研发靶向胶质瘤的靶向治疗新策略提供依据。
附图说明
图1细胞增殖实验图(实施例2)。
图2体外极限稀释实验图(实施例4)。
图3细胞成球实验图(实施例3)。
图4细胞成球实验图(实施例3)。
图5流式凋亡检测图(实施例5)。
图6蛋白免疫印迹法细胞凋亡检测图(实施例6)。
图7生物发光法测原位小鼠移植瘤体积图(实施例7)。
图8原位小鼠移植瘤生存期图(实施例7)。
具体实施方式
以下将参照附图,对本发明的优选实施例进行详细描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明,但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1
病毒包装
1)准备293T细胞(美国菌种保藏中心购买,4×106个),汇合度约 70%~80%,加入7ml加入10%胎牛血清(Hyclone,SH30070.03)的DMEM 培养基(Hyclone,SH30022.01B)。
2)1.5ml EP管内加入700μl Opti-MEM(Gibco),分别加入H1质粒6μg, H2质粒2μg,包含shNT序列/shOTUD7B-1/2序列的PCDH质粒8μg,1μg/μl PEI(Polysciences,23966-2)48μl。
3)涡旋振荡仪震荡5~10秒,静置15分钟。
4)向293T细胞中分别沿细胞培养皿壁缓慢加入2)中配好的包含shNT、 shOTUD7B-1、shOTUD7B-2的液体,轻轻混匀。放入37℃敷箱内培养12 小时。
5)弃去原有培养基,加入5ml新鲜培养基,放入37℃敷箱内培养48 小时。收培养基,其中即含相应序列的病毒。
实施例2
CCK-8细胞增殖检测
1)原代胶质瘤细胞分别感染表达shNT、shOTUD7B-1、shOTUD7B-2 的病毒,感染12小时后800转、5分钟离心换液去除病毒。
2)感染48小时后使用BD AriaII流式细胞仪进行96孔板铺板,1000个细胞/孔。
3)每隔一天每孔补充50μl培养基,每隔一天进行CCK-8(日本同仁,CK04)测定。比例为100μl培养基加10μl CCK-8溶液,37℃敷育2小时,在450nm波长下检测吸光值。
结果分析:实验结果见图1。
shOTUD7B-1、shOTUD7B-2组细胞增殖速度显著低于shNT组,提示小干扰RNA干扰OTUD7B表达能显著抑制胶质瘤细胞增殖。
实施例3
成球计数检测
1)对稳定表达shNT、shOTUD7B-1、shOTUD7B-2的原代胶质瘤细胞计数并调整细胞浓度至5×103个/ml,96孔板每孔加入细胞悬液100μl,每组细胞设置10个复孔,37℃培养。每隔一天每孔补充新鲜培养基50μl。
2)自细胞接种的第7天,计数镜下每孔的成球细胞数,并用高倍显微镜在明场条件下采图。比较各组成球细胞数并进行统计。
结果分析:实验结果见图3、图4。标尺:200μm
shOTUD7B-1、shOTUD7B-2组成球数量显著低于shNT组,提示小干扰RNA干扰OTUD7B表达能显著抑制胶质瘤细胞成球能力。
实施例4
流式细胞铺板及极限稀释法
1)对稳定表达shNT、shOTUD7B-1、shOTUD7B-2的原代胶质瘤细胞计数并在BDAriaII型号流式细胞仪上机进行铺板,每孔细胞数分别为2, 4,8,16个。每组细胞设置10个复孔,37℃培养。每隔一天每孔补充新鲜培养基50μl。
2)自细胞接种的第10天,计数镜下每孔的成球细胞数,并用高倍显微镜在明场条件下采图。比较各孔是否成球,若有细胞球则记为阳性,无细胞球形成则记为阴性,记录每组各个细胞浓度下的成球阳性率。采用极限稀释分析网站(http://bioinf.wehi.edu.au/software/elda/)对各组胶质瘤干细胞的自我更新进行分析。
结果分析:实验结果见图2。
shOTUD7B-1、shOTUD7B-2组细胞成球率显著低于shNT组,提示小干扰RNA干扰OTUD7B表达能显著抑制胶质瘤细胞自我更新能力。
实施例5
流式细胞仪凋亡检测
1)稳定表达shNT、shOTUD7B-1、shOTUD7B-2的原代胶质瘤细胞离心去培养基,Accutase酶(Millipore,SCR005)消化5分钟,使之成为单细胞。
2)每1×105细胞加入300μl binding buffer,加入3μl Annexin V,3μl PI染料,常温避光孵育15分钟(凯基生物,Annexin V-APC/PI双染细胞凋亡检测试剂盒,KGA1030-100)。
3)BD AriaII流式细胞仪检测。
结果分析:实验结果见图5。
shOTUD7B-1、shOTUD7B-2组细胞的Annexin V阳性率明显增高,表明与shNT组相比,shOTUD7B-1、shOTUD7B-2组细胞凋亡显著增加。
实施例6
Western Blot蛋白半定量检测
1)稳定表达shNT、shOTUD7B-1、shOTUD7B-2的原代胶质瘤细胞样品处理。
(1)细胞离心100转、5分钟,去培养基,用预温的PBS冲洗2-3遍。
(2)在细胞沉淀中加入适量细胞裂解液(RIPA Lysis and Extraction Buffer,Thermo Fisher,89901)后,收集至EP管中,置于冰上20分钟。
(3)12000g离心,4℃,15分钟。
(4)取少量上清,用Pierce BCA Protein Assay Kit(Thermo Fisher, 23225)进行蛋白定量。
(5)将所有蛋白样品调至等浓度,充分混合后加4×loading buffer (Bio-rad,161-0747)蛋白变性,100℃,10分钟。
2)电泳:
(1)将蛋白样品和Marker(Thermo Fisher,26616)等量等体积上样。
(2)电泳参数(两块SDS-Page胶):40mA稳流电泳,电压上限为130V,时间2小时。
3)转膜:
(1)将胶卸下,按照“滤纸—胶—PVDF膜—滤纸”的顺序从下向上放置,避免气泡,将转膜板置于转膜槽内。
(2)配置电转液,1成浓缩液+2成甲醇+7成去离子水。
(3)转膜参数:稳流300mA,4℃,120分钟。
4)封闭:将膜从电转槽中取出,TBST稍加漂洗,浸没于含5%脱脂奶粉的封闭液中,常温摇床缓慢摇荡1小时。
5)结合一抗:将PVDF膜浸于含一抗稀释液中(β-actin,CST,#3700, 1:1000;Cleaved Caspase-3,CST,#9664,1:1000;OTUD7B,CST, #14817,1:1000),4℃,摇床缓慢摇荡过夜。
6)洗涤:常温TBST浸洗3次,每次15分钟。
7)结合二抗:根据一抗来源选择对应的HRP偶联的二抗(碧云天,辣根过氧化物酶标记山羊抗兔IgG(H+L),A0208;辣根过氧化物酶标记山羊抗小鼠IgG(H+L),A0216),按相应比例稀释(1:5000),室温摇床缓慢摇荡1小时。
8)洗涤:常温TBST浸洗3次,每次15分钟。
9)显影:将化学发光显影液A、B液(PierceTM ECL Western Blotting Substrate,Thermo Fisher,32209)等量稀释混合。膜反贴法覆于A、B混合液滴上,静置1分钟,保鲜膜封闭,置于Bio-rad凝胶成像仪内显影。
结果分析:实验结果见图6。
shOTUD7B-1、shOTUD7B-2组细胞的Cleaved caspase-3表达量明显增高,提示干扰OTUD7B表达的胶质瘤细胞凋亡显著增加。
实施例7
小鼠原位移植瘤实验
1)收集对数生长期的shNT、shOTUD7B-1、shOTUD7B-2原代胶质瘤细胞,调整细胞密度为1×103个/μl。
2)取5周龄雌性NOD/SCID小鼠,用Avertin麻醉剂麻醉,用蛋白微量进样器将5μl细胞悬液注射入小鼠颅内,进针位点在小鼠前正中线与外眦连线交接点后右侧旁开0.5cm处,进针深度为0.5cm,注射细胞量为5 ×103个/只。
3)于移植瘤构建的第14天、第28天,每只小鼠腹腔注射200μl Luciferin底物(Biovision,7903),异氟烷麻醉后,用活体动物成像仪检测各组小鼠的成瘤情况及Luciferase信号强度;待各组小鼠自然死亡后,分析各组小鼠生存期。
结果分析:实验结果见图7、图8。
干扰shOTUD7B-1、shOTUD7B-2表达组的小鼠移植瘤体积明显小于 shNT组(图7),且干扰shOTUD7B-1、shOTUD7B-2表达组的荷瘤小鼠生存期有显著延长(图8),提示干扰OTUD7B表达的胶质瘤细胞形成的肿瘤生长明显减慢,改善了荷瘤小鼠的预后。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
序列表
<110>中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院
<120>靶向OTUD7B基因的小干扰RNA在胶质瘤靶向治疗中的应用
<160> 3
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 21
<212>RNA
<213> 人工序列
<220>
<223>
<400> 1
CAGATTCTGT GGCTAACAAA C 21
<210> 2
<211> 21
<212> RNA
<213>人工序列
<220>
<223>
<400> 2
CACCCTGAGA CAAACAACTT C 21
<210> 3
<211> 19
<212> RNA
<213>人工序列
<220>
<223>
<400> 3
TTCTCCGAAC GTGTCACGT 19
Claims (4)
1.靶向OTUD7B基因的小干扰RNA在制备胶质瘤靶向治疗药物中的应用,其特征在于,所述小干扰RNA的核苷酸序列如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述药物通过所述小干扰RNA靶向干扰OTUD7B基因来促进胶质瘤细胞凋亡,抑制胶质瘤体内生长。
3.一种体外抑制胶质瘤生长的方法,其特征在于,所述方法通过小干扰RNA靶向干扰OTUD7B基因来促使胶质瘤细胞凋亡,抑制胶质瘤生长;所述小干扰RNA的核苷酸序列如SEQID NO:1或SEQ ID NO:2所示。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法通过包含所述小干扰RNA的载体感染胶质瘤细胞,从而抑制胶质瘤细胞增殖和胶质瘤生长。
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