CN113559263A - Piwi和/或nmd复合体蛋白在高表达piwi的癌症中的诊断与治疗 - Google Patents
Piwi和/或nmd复合体蛋白在高表达piwi的癌症中的诊断与治疗 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种药物、药物组合物在治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症例如胃癌中的应用。将本发明所述的药物、药物组合物应用于治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症例如胃癌时,不仅能够有效治疗癌症特别是胃癌,而且其特异性更高,对正常的细胞和机体功能不会造成伤害。
Description
技术领域
本发明涉及PIWI特别是PIWIL1和/或NMD复合体蛋白,在高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症特别是胃癌中的诊断与治疗。
背景技术
胃癌是最为常见恶性肿瘤之一,预后相对较差,严重威胁人类健康。根据国际癌症研究机构的统计数据,2012年全球胃癌新发病例约95.1万例,因胃癌死亡病例约72.3万例,分别位于恶性肿瘤发病率第5位、死亡率第3位。中国在2012年胃癌新发病例约42.4万例,死亡病例约29.8万例,位于恶性肿瘤发病率第二位(1)。手术及化疗为主的多学科综合治疗是胃癌的主要治疗手段,手术方式现已逐步接受全胃切除或胃次全切除联合D2淋巴结切除术作为标准的胃癌术式。对于不能行根治性手术的晚期胃癌患者,化疗是延长其生存期的主要手段(2)。尽管新辅助化疗后总体生存率有所改善,但总的有效率较低,患者预后较差,因此近年基因靶向治疗作为胃癌治疗特别是晚期胃癌治疗的一种新方法,备受关注。目前已有被美国FDA批准的胃癌靶向治疗药仅仅只有三种:Trastuzumab、Ramucirumab和Pembrolizumab这三种单克隆抗体。Trastuzumab的靶点是HER2(3,4),Ramucirumab的靶点是VEGFR2(5-7),Pembrolizumab的靶点是PD-1(8)。尽管这些靶向药在其他癌种的靶向治疗中已经取得了一定的突破,但在胃癌特别是晚期胃癌的治疗中效果并不理想,在临床的使用面上仍有很大局限性。并且这些靶向药的靶点基因本身在正常的细胞和机体中就广泛表达并发挥着重要的生理功能,在靶向它们的同时不可避免地对正常的细胞和机体功能会造成伤害。所以急需寻找并鉴定出一种更为特异性地在胃癌细胞中表达,而在正常胃细胞或组织中不表达或极少表达的靶点,使得以此基因为靶点治疗胃癌既可有效地杀伤胃癌细胞,又可最大程度上减少对正常组织和细胞的损伤。
PIWI(P-element-induced wimpy testis)蛋白是Argonaut超家族的一个分支,PIWI蛋白家族在人类中包括四个成员PIWIL1(piwi like RNA-mediated gene silencing1)、PIWIL2、PIWIL3和PIWIL4,在小鼠中包括PIWIL1、PIWIL2和PIWIL4,在果蝇中包括PIWI。PIWI最早是由林海帆教授于1997年在果蝇中发现的,它得名于其著名的突变表型-P元素转座子诱导的睾丸失活(P-element-induced wimpy testis)(9)。PIWI在生殖系干细胞维持和自我更新中发挥着重要作用。PIWI蛋白结合一类称为PIWI相互结合RNA((PIWI-interacting RNAs,piRNA)的非编码小RNA(10-13)。已知的PIWI的经典调控方式为PIWI与piRNA相结合构成效应因子复合物,即piRNA诱导的沉默复合体,该复合体参与了表观遗传调控,转录后调控等多种分子调控,对于生殖系发育,配子发生,干细胞自我更新,转座子的抑制,基因组的完整性是必需的(14-19)。PIWI蛋白在从海绵到人类多种生物体中都有表达,在这些生物体中,PIWI蛋白和piRNA主要在生殖系中表达,人的PIWI蛋白都主要是在雄性生殖系中表达,在生殖系外的体细胞组织中基本不表达。已有文献有报道过PIWI例如PIWIL1在多种肿瘤组织中高表达,包括胃癌组织(20-23)。但是现有技术中没有任何地方公开PIWI在动物体内和体外同时存在促进肿瘤特别是胃肿瘤生成和转移的功能,并且不清楚PIWI在癌症中的调控机制以及是否是依赖piRNA还是不依赖piRNA去发挥其生物学功能,因而也不可能明确PIWI在癌症靶向治疗中的应用方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中没有能够有效治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症(例如胃癌)的药物等缺陷,本发明提供了一种药物、药物组合物在治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症(例如胃癌)中的应用。将本发明所述的药物、药物组合物应用于治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症(例如胃癌)时,不仅能够有效治疗癌症特别是胃癌,而且其特异性更高,对正常的细胞和机体功能不会造成伤害。
现有技术中仅报道过PIWI例如PIWIL1在多种肿瘤组织中高表达,包括胃癌组织;但是本领域技术人员并不明确PIWI例如PIWIL1在高表达PIWI的癌症特别是胃癌中具有促进体内成瘤和体内转移的功能,并且现有技术中已知的PIWI的经典调控方式为PIWI与piRNA相结合构成效应因子复合物,即piRNA诱导的沉默复合体,若要达到抑制PIWI的目的,本领域技术人员通常会考虑制备同时靶向PIWI与piRNA两者的抑制剂,而piRNA种类过于广泛且序列比较短属于小RNA范畴,设计靶向piRNA的抑制剂难度非常大。而本发明人经过大量实验摸索意外发现,在高表达PIWI的癌症细胞特别是胃癌细胞中几乎没有piRNA的存在,PIWI例如PIWIL1可通过不依赖piRNA的方式、而是通过与NMD复合体一起协同的调控方式等等实现了对高表达PIWI的癌症细胞特别是胃癌细胞生长和迁移的调控,打破了本领域传统的观点或技术偏见。因此通过设计靶向PIWI的药物和/或靶向NMD复合体等的药物、设计阻断PIWI和NMD复合体蛋白结合的药物、设计降低PIWI表达量的药物和/或降低NMD复合体蛋白表达量的药物等,即能够达到有效治疗高表达PIWI的癌症特别是胃癌的目的,而无需设计难度很大的靶向piRNA的抑制剂等。
为了解决上述技术问题,本发明第一方面提供了一种阻断PIWI和NMD复合体蛋白结合的药物,其用于以下的一种或多种用途:
(a)诊断和/或治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症;
(b)抑制癌症细胞的生长;
(c)抑制癌症细胞周期的运行;
(d)抑制癌症细胞的迁移;
(e)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(f)抑制癌症的体内转移能力;
(g)调节癌症细胞周期的信号通路;
(h)调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
较佳地,所述药物为通过突变和/或抑制所述PIWI和NMD复合体蛋白的结合位点进行阻断(PIWI和NMD复合体蛋白结合)的药物。更佳地,所述药物为通过突变和/或抑制所述PIWI上的与所述NMD复合体蛋白结合的结合位点进行阻断(PIWI和NMD复合体蛋白结合)的药物。更佳地,所述药物为通过突变和/或抑制所述NMD复合物上的与所述PIWI结合的结合位点进行阻断(PIWI和NMD复合体蛋白结合)的药物。
较佳地,所述药物为针对所述PIWI与NMD复合体蛋白的结合位点设计的抑制剂。更佳地,所述药物为针对PIWI上的与所述NMD复合体蛋白结合的位点设计的抑制剂例如PIWIL1抑制剂、PIWIL2抑制剂、PIWIL3抑制剂和/或PIWIL4抑制剂。更佳地,所述药物为针对NMD复合体蛋白上的与所述PIWI结合的结合位点设计的抑制剂例如UPF1抑制剂、UPF2抑制剂、SMG1抑制剂、UPF3抑制剂、SMG5抑制剂、SMG6抑制剂和/或SMG7抑制剂,优选UPF1、UPF2和/或SMG1抑制剂;
较佳地,所述药物为小分子物质(可以是小分子抑制剂,一般是竞争性的小分子抑制剂),例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽。其中,所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在。
较佳地,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物。
较佳地,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物。
为了解决上述技术问题,本发明第二方面提供了一种靶向PIWI的药物和/或靶向NMD复合体蛋白的药物,其用于以下的一种或多种用途:
(a)诊断和/或治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症;
(b)抑制癌症细胞的生长;
(c)抑制癌症细胞周期的运行;
(d)抑制癌症细胞的迁移;
(e)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(f)抑制癌症的体内转移能力;
(g)调节癌症细胞周期的信号通路;
(h)调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白为UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
较佳地,所述靶向PIWI的药物为PIWI抑制剂,例如PIWIL1抑制剂、PIWIL2抑制剂、PIWIL3抑制剂和/或PIWIL4抑制剂。
较佳地,所述靶向NMD复合体蛋白的药物为NMD复合体蛋白抑制剂,例如UPF1抑制剂、UPF2抑制剂、SMG1抑制剂、UPF3抑制剂、SMG5抑制剂、SMG6抑制剂和/或SMG7抑制剂,如NMDI-14、NMDI1和/或VG1。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述药物为小分子物质(可以是小分子抑制剂,一般是竞争性的小分子抑制剂),例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽;所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在。
较佳地,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物。
较佳地,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物。
为了解决上述技术问题,本发明第三方面提供了一种降低PIWI表达量的药物和/或降低NMD复合体蛋白表达量的药物,其用于以下的一种或多种用途:
(a)诊断和/或治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症;
(b)抑制癌症细胞的生长;
(c)抑制癌症细胞周期的运行;
(d)抑制癌症细胞的迁移;
(e)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(f)抑制癌症的体内转移能力;
(g)调节癌症细胞周期的信号通路;
(h)调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路。
较佳地,所述降低PIWI表达量的药物为沉默、下调和/或敲除PIWI基因的药物。
较佳地,降低NMD复合体蛋白表达量的药物为沉默、下调和/或敲除NMD复合体蛋白的基因的药物。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述药物为小分子物质(可以是小分子抑制剂,一般是竞争性的小分子抑制剂),例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽;所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在。
较佳地,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物。
较佳地,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物。
上述第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物中,其可以是不包括靶向piRNA的药物,例如piRNA抑制剂;和/或,所述药物组合物不包括阻断PIWI和piRNA结合的药物。
较佳地:
所述阻断PIWI和piRNA结合的药物为通过突变和/或抑制所述PIWI和piRNA的结合位点进行阻断的药物,优选通过突变和/或抑制所述PIWI上的与所述piRNA结合的结合位点进行阻断的药物和/或优选通过突变和/或抑制所述piRNA上的与所述PIWI结合的结合位点进行阻断的药物。
更佳地:
所述阻断PIWI和piRNA结合的药物为针对所述PIWI与piRNA的结合位点设计的抑制剂,优选为针对PIWI上的与所述piRNA结合的结合位点设计的抑制剂,和/或piRNA上的与所述PIWI结合的结合位点设计的抑制剂。
为了解决上述技术问题,本发明第四方面提供了一种药物组合物,其包括如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物。
较佳地,所述药物组合物用于以下的一种或多种用途:
(a)诊断和/或治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症;
(b)抑制癌症细胞的生长;
(c)抑制癌症细胞周期的运行;
(d)抑制癌症细胞的迁移;
(e)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(f)抑制癌症的体内转移能力;
(g)调节癌症细胞周期的信号通路;
(h)调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述药物组合物不包括靶向piRNA的药物,例如piRNA抑制剂。
较佳地,所述药物组合物不包括阻断PIWI和piRNA结合的药物。
其中,所述阻断PIWI和piRNA结合的药物可以为通过突变和/或抑制所述PIWI和piRNA的结合位点进行阻断的药物,优选通过突变和/或抑制所述PIWI上的与所述piRNA结合的结合位点进行阻断的药物和/或优选通过突变和/或抑制所述piRNA上的与所述PIWI结合的结合位点进行阻断的药物。
其中,所述阻断PIWI和piRNA结合的药物可以为针对所述PIWI与piRNA的结合位点设计的抑制剂,优选为针对PIWI上的与所述piRNA结合的结合位点设计的抑制剂,和/或piRNA上的与所述PIWI结合的结合位点设计的抑制剂。
较佳地,所述药物组合物还包括药用辅料。
较佳地,所述药物组合物还包含其他药物;所述其他药物为诊断和/或治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症的药物。
较佳地,所述药物组合物由如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物中的一种或多种组成。
为了解决上述技术问题,本发明第五方面提供了一种诊断和/或治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症的方法,所述方法包括利用如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物进行诊断和/或治疗。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述药物和/或药物组合物通过以下的一种或多种机制进行诊断和/或治疗:
(a)抑制癌症细胞的生长;
(b)抑制癌症细胞周期的运行;
(c)抑制癌症细胞的迁移;
(d)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(e)抑制癌症的体内转移能力;
(f)调节癌症细胞周期的信号通路;
(g)调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路。
为了解决上述技术问题,本发明第六方面提供了如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物在诊断和/或治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症中的应用。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述药物和/或药物组合物通过以下的一种或多种机制进行诊断和/或治疗:
(a)抑制癌症细胞的生长;
(b)抑制癌症细胞周期的运行;
(c)抑制癌症细胞的迁移;
(d)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(e)抑制癌症的体内转移能力;
(f)调节癌症细胞周期的信号通路;
(g)调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路。
为了解决上述技术问题,本发明第七方面提供了如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物在制备诊断和/或治疗胃癌的药物中的应用。具体的:提供了一种阻断PIWI和NMD复合体蛋白结合的药物(如第一方面所述)和/或包含所述药物的药物组合物(如第四方面)在制备诊断和/或治疗胃癌的药物中的应用;一种靶向PIWI的药物和/或靶向NMD复合体蛋白的药物(如第二方面所述)、和/或包含所述药物的药物组合物(如第四方面)在制备诊断和/或治疗胃癌的药物中的应用。一种降低PIWI表达量的药物和/或降低NMD复合体蛋白表达量的药物(如第三方面所述)、和/或包含所述药物的药物组合物(如第四方面)在制备诊断和/或治疗胃癌的药物中的应用。
较佳地,所述胃癌为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述药物和/或药物组合物通过以下的一种或多种机制进行诊断和/或治疗:
(a)抑制癌症细胞的生长;
(b)抑制癌症细胞周期的运行;
(c)抑制癌症细胞的迁移;
(d)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(e)抑制癌症的体内转移能力;
(f)调节癌症细胞周期的信号通路;
(g)调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路。
为了解决上述技术问题,本发明第八方面提供了一种抑制癌症细胞的生长、抑制癌症细胞周期的运行、抑制癌症细胞的迁移、抑制癌症的肿瘤成瘤能力、抑制癌症的体内转移能力、调节癌症细胞周期的信号通路和/或调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路的方法,其特征在于,所述方法包括利用如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物进行抑制和/或调节。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
为了解决上述技术问题,本发明第九方面提供了如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物在抑制癌症细胞的生长、抑制癌症细胞周期的运行、抑制癌症细胞的迁移、抑制癌症的肿瘤成瘤能力、抑制癌症的体内转移能力、调节癌症细胞周期的信号通路和/或调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路中的应用。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
为了解决上述技术问题,本发明第十方面提供了如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物在制备抑制癌症细胞的生长、抑制癌症细胞周期的运行、抑制癌症细胞的迁移、抑制癌症的肿瘤成瘤能力、抑制癌症的体内转移能力、调节癌症细胞周期的信号通路和/或调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路的药物中的应用。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
为了解决上述技术问题,本发明第十一方面提供了PIWI和/或NMD复合体蛋白在筛选如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物中的应用。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
为了解决上述技术问题,本发明第十二方面提供了高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的细胞系在筛选如本发明第一方面、第二方面和/或第三方面所述的药物和/或如本发明第四方面所述的药物组合物中的应用。
较佳地,所述药物为小分子物质(可以是小分子抑制剂,一般是竞争性的小分子抑制剂),例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽;所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在。
较佳地,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物。
较佳地,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物。
较佳地,所述细胞系为胃癌细胞系,优选SNU-1、SNU-16和/或AGS。本申请人首次发现,SNU-1、SNU-16等细胞系是高表达PIWIL1的细胞系。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
为了解决上述技术问题,本发明第十三方面提供了PIWI和/或NMD复合体蛋白在作为高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症的生物标志物和/或治疗靶点中的应用。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白为UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
为了解决上述技术问题,本发明第十四方面提供了一种用于检测和/或诊断高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症的生物标志物,其特征在于,其包括PIWI和/或NMD复合体蛋白。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白为UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
为了解决上述技术问题,本发明第十五方面提供了一种检测和/或诊断高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症的试剂盒,其特征在于,其包括检测PIWI和/或NMD复合体蛋白的抗体。
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
较佳地,所述NMD复合体蛋白为UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌。
本发明中,无义介导的mRNA衰变(Nonsense-mediated mRNA decay,NMD)是调节转录物质量(transcript quality)和丰度的必不可少的真核生物中的过程,并且其与多种过程相关,包括胚胎发育和癌症进展。NMD蛋白复合物有三个核心组分:UPF1(Regulator ofnonsense transcripts 1)、UPF2(Regulator of nonsense transcripts 2)和UPF3(Regulator of nonsense transcripts 3)。SMG1(Serine/threonine-protein kinaseSMG1)对核心NMD组分UPF1的磷酸化对于NMD至关重要。
本发明中,所述靶向NMD复合体蛋白的药物可以为NMD复合体蛋白抑制剂,例如NMDI-14(Ethyl 2-(((6,7-dimethyl-3-oxo-1,2,3,4-tetrahydro-2-quinoxalinyl)acetyl)amino)-4,5-dimethyl-3-thiophenecarboxylate,Nonsense-Mediated mRNADecay Inhibitor 14),NMDI14靶向SMG7蛋白的口袋,并破坏SMG7-UPF1相互作用;例如NMDI1(抑制UPF1与SMG5的相互结合)和/或例如VG1(抑制UPF1与SMG5的相互结合)(Victoria J.B.Gotham,etc.,Synthesis and activity of a novel inhibitor ofnonsense-mediated mRNA decay,Organic&Biomolecular Chemistry,2016,14,1559-1563)。
本发明中,所述的PIWI蛋白家族在人类中包括四个成员PIWIL1(piwi like RNA-mediated gene silencing 1[Homo sapiens(human)],https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/9271,gene ID:9271)、PIWIL2、PIWIL3和PIWIL4,在小鼠中只有PIWIL1、PIWIL2和PIWIL4,在果蝇中只有PIWI(详见https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/?term=PIWI)。
本发明中,所述“靶向某物质(例如蛋白)的药物”,可以理解为与某物质(例如蛋白)相结合的药物。所述“靶向某物质(例如PIWI蛋白或NMD复合体蛋白)抑制剂”可以理解为与某物质(例如PIWI蛋白或NMD复合体蛋白)结合后起到抑制作用的制剂。
本发明中,所述“包括、包含或含有”可以是指除了包括后面所列举的成分,还存在其他成分;也可以是指“由……组成”,即只包括后面所列举的成分而不存在其他成分。
在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于:将本发明所述的药物、药物组合物应用于治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症特别是胃癌时,不仅能够有效治疗高表达PIWI和/或NMD复合体蛋白的癌症,而且其特异性更高,对正常的细胞和机体功能不会造成伤害。
附图说明
图1显示了PIWIL1在六株不同的胃癌细胞系和一株正常的胃上皮细胞中的mRNA的表达情况。
图2显示了PIWIL1在六株不同的胃癌细胞系、一株正常的胃上皮细胞以及阳性对照小鼠睾丸中的蛋白表达情况。
图3的免疫荧光结果表明PIWIL1的蛋白主要定位在胃癌细胞的细胞质中。
图4显示了在97对正常组织和癌组织配对的胃癌病人的临床样本中PIWIL1的mRNA表达情况。
图5显示了104个配对样本的胃癌组织芯片中PIWIL1蛋白表达情况和PIWIL1的蛋白表达位置。
图6显示了PIWIL1的表达与肿瘤的分级和转移成正相关,与肿瘤组织的分化程度成负相关。
图7显示了利用CRISPR-Cas9技术成功在胃癌细胞SNU-1中敲除了PIWIL1。
图8显示了无论是正常血清浓度还是低血清浓度的饥饿状态敲除PIWIL1会显著抑制胃癌细胞SNU-1的生长,在5%FBS的低血清浓度下抑制的效果更为明显。
图9显示了敲除PIWIL1抑制胃癌细胞的细胞周期G1/S期的转换。
图10显示了敲除PIWIL1抑制胃癌细胞的细胞迁移。
图11显示了敲除PIWIL1抑制胃癌细胞在裸鼠体内皮下成瘤。
图12显示了敲除PIWIL1抑制胃癌细胞在裸鼠体内的癌转移。
图13显示了通过对多组野生型的PIWIL1细胞和敲除型的PIWIL1细胞的RNA深度测序并生物信息WGCNA分析,我们发现有41个模块的基因群被PIWIL1所调控。
图14显示在所有被PIWIL1调控的基因群中,蓝色模块和绿松石模块的基因群是与PIWIL1这一特征最相关且最显著被PIWIL1所调控的两群基因。将这两群基因进行信号通路分析,发现最显著聚类的是细胞周期和细胞粘着斑细胞细胞间粘连相关的信号通路。
图15显示了与细胞周期相关的一些重要的促癌基因的mRNA的表达因PIWIL1的敲除而抑制;与细胞迁移相关的一些重要的肿瘤抑制因子基因,它们的mRNA表达因PIWIL1的敲除而升高。
图16显示了在高表达PIWI蛋白的胃癌细胞SNU-1中,几乎检测不到piRNA的表达,也检测不到PIWIL1所富集的piRNA。
图17显示缺失piRNA结合能力的PIWIL1突变体依然可以如野生型的PIWIL1一样调控PIWIL1下游的靶基因和在胃癌中发挥促癌的生物学功能。
图18PIWIL1免疫共沉淀偶联蛋白质谱的实验结果显示PIWIL1可与UPF1蛋白结合。
图19显示PIWIL1可免疫共沉淀无义mRNA降解通路(NMD)复合体蛋白UPF1、UPF2、SMG1以及活化的UPF1(磷酸化的UPF1)。
图20免疫荧光结果显示PIWIL1可与UPF1共定位在NMD通路工作的细胞器P小体中。
图21显示了PIWIL1负责与UPF1结合的特定的结合区域,以及破坏该结合区域会显著破坏PIWIL1与UPF1的结合,而破坏piRNA的结合位点并不影响PIWIL1与UPF1的结合。
图22显示失去了与UPF1的结合能力会显著影响PIWIL1对下游一些与细胞迁移相关的抑癌基因的表达调控,会显著影响PIWIL1对胃癌细胞的细胞迁移的调控。
图23模式图显示了不同于生殖系统PIWI蛋白与piRNA形成PIWI-piRNA复合体一起行使重要的生物学功能。在胃癌细胞中,几乎没有PIWIL1的经典拍档piRNA的存在,PIWIL1通过其它途径如NMD途径实现对胃癌细胞生长、迁移、肿瘤生成和肿瘤体内转移的调控。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
实施例1PIWIL1在胃癌细胞和胃癌组织中高表达
1.1PIWIL1在胃癌细胞中的mRNA表达
对六种不同的胃癌细胞系(AGS、HGC-27、N87、SNU-5、SNU-16和SNU-1)和一种正常胃上皮细胞(GES-1)提取RNA。通过逆转录得到对应的cDNA,再通过定量PCR的方法检测PIWIL1和β-Actin的mRNA表达量。每一个样本以β-Actin的表达量为内参,计算出每个样本的PIWIL1的相对表达量(CtPIWIL1-CtActin=ΔCtPIWIL1)。以正常胃上皮细胞GES-1的PIWIL1的相对表达量为标准值1,算出每个胃癌细胞中PIWIL1的相对表达量相对于GES-1的PIWIL1的相对表达量的比值,即高出或是低于GES-1的PIWIL1的表达倍数基于这七个细胞系的相对倍数值做出图1柱图。每一个定量PCR的样本的Ct值都是三次独立样本的生物学重复取平均值。图1表明PIWIL1在不同的胃癌细胞中的mRNA的表达高于正常的胃上皮细胞。
1.2PIWIL1在胃癌细胞中的蛋白表达和定位
对六种不同的胃癌细胞系(AGS、HGC-27、N87、SNU-5、SNU-16和SNU-1)和一种正常胃上皮细胞(GES-1)提取蛋白质。通过免疫印迹(Western Blot)的方法检测PIWIL1和β-Actin的蛋白表达。图2表明PIWIL1在不同的胃癌细胞中的蛋白的表达高于正常的胃上皮细胞。
对PIWIL1的mRNA以及蛋白表达最高的细胞系SNU-1进行免疫荧光实验,用PIWIL1抗体作为一抗。图3深色荧光信号是PIWIL1的蛋白信号,浅色荧光信号是细胞核DAPI的信号,图3表明PIWIL1主要在胃癌细胞的细胞质中大量表达。
1.3PIWIL1在胃癌组织中的mRNA表达
收取97对肿瘤组织和正常组织配对的临床样本,提取RNA,通过逆转录得到对应的cDNA,再通过定量PCR的方法检测PIWIL1和β-Actin的mRNA表达量。每一个样本以β-Actin的表达量为内参,计算出每个样本的PIWIL1的相对表达量(CtPIWIL1-CtActin=ΔCtPIWIL1),将每一对样本中的肿瘤组织样本中的PIWIL1的相对表达量比上对应的正常组织样本中的PIWIL1的相对表达量得到每一对样本的PIWIL1的差异表达量基于每对样本的PIWIL1的差异表达倍数,做出图1的柱体。图2中的Y坐标的值>1表示每一对样本中的肿瘤组织的样本的PIWIL的表达比对应的正常组织的样本的PIWIL1的表达高出两倍以上。每一个定量PCR样本的Ct值都是做了三次技术性重复取平均值。图4表明在97对配对的胃癌样本中,有63对样本中PIWIL1的mRNA在肿瘤中的表达高于正常组织的两倍。
1.4PIWIL1在胃癌组织中的蛋白表达和定位
通过免疫组织化学(IHC)染色检查了代表104位胃癌患者的组织微阵列中PIWIL1蛋白的表达,褐色的信号就是PIWIL1的阳性信号。与匹配的正常组织相比,图5左边的图(A)是代表性的PIWIL1免疫组化的图,该图显示PIWIL1在胃癌组织中的蛋白表达显著高于配对的正常组织中的表达,且PIWIL1的大部分信号在细胞质中。图5右上图的箱形图(B)显示了胃癌中104对配对的肿瘤和正常组织中PIWIL1表达的IHC得分组织微阵列,根据染色强度(范围从0到3)和PIWIL1阳性细胞的百分比范围对组织微阵列上的每个组织点进行评分从0到4。IHC得分=染色强度得分×PIWIL1阳性细胞的百分比得分。通过对PIWIL1免疫组化染色阳性得分进行评分,发现PIWIL1 score在胃癌组织中的得分显著高于对应的正常组织中的得分。图5右下(C)显示通过统计PIWIL1 IHC score在胃癌组织中(T)的得分高于,等于或低于对应的正常组织中(N)的得分的样本数目,发现配对样本中在癌症组织中PIWIL1表达得分高于正常组织的样本数目(T>N)远多于低于正常组织的样本数目(T<N)。
1.5PIWIL1在胃癌组织中的表达与胃癌的临床病理进展密切相关
将PIWIL1的在97对配对的临床样本中的mRNA的表达与胃癌组织的病理信息(肿瘤分期、TNM转移以及分化程度)进行关联分析,图5显示PIWIL1的表达和胃癌的肿瘤分期、转移成正相关,PIWIL1表达越高的病人胃癌分期越高,转移越多,肿瘤越恶性。PIWIL1表达还与胃癌的分化程度成负相关,PIWIL1越高胃癌分化程度越低,肿瘤越恶性。这一结果提示PIWIL1的表达与胃癌的恶性程度和肿瘤进展息息相关。在图6中,I,II,III和IV表示肿瘤分期阶段1到4。N0:不涉及任何淋巴转移节点。N:淋巴结转移,包括N1,N2和N3;M:远端转移。P:低分化;M:中分化;H:高分化。SE代表标准误差值。
综上,由本实施例可以看出,与正常的组织和细胞系相比,PIWILl在胃癌病人的临床组织及多种胃癌细胞系中特异性地高表达。本发明首次证明了胃癌细胞系SNU-1是一株PIWIL1非常高表达的细胞株。PIWIL1高丰度表达的胃癌细胞系SNU-1能成为筛选以PIWIL1为靶点靶向治疗新药的有效工具。被筛选分子可以是(但不限于)蛋白、抗体、化学小分子、中药或动植物抽提物。并且本实施例可以看出胃癌病人病理分期越高PIWILl的表达越高,转移程度越高PIWILl的表达也越高,组织的分化程度越低PIWILl的表达越高,体现了PIWILl的表达与胃癌的临床病程的恶性程度紧密相关,表明PIWIL1有望成为胃癌诊断分型的分子标志物。
材料方法
RNA抽提和定量PCR
1.1和1.2中样本的RNA提取方法采用TRIzol(Invitrogen)分离总RNA,具体方法遵从制造商说明书。RNA反转录成cDNA采用了ABI高容量cDNA逆转录试剂盒(ABI HighCapacity cDNA Reverse Transcription kit)(Life Technologies,4368814)。根据Bio-Rad实时PCR系统(iQTM SYBR Green Supermix和CFX96TM实时系统)的方案进行定量RT-PCR反应。定量PCR引物序列如表1中所示。
细胞培养和临床样品
在补充有20%胎牛血清的IMDM培养基(ThermoFisher Scientific,31980030)中培养SNU-5细胞系。在补充有10%胎牛血清的RPMI 1640培养基(ThermoFisherScientific,61870036)中培养SNU-1、SNU-16、N87和HGC-27细胞系。在补充有10%胎牛血清的ATCC配制的F-12K培养基(ATCC,30-2004)中培养AGS细胞系。在补充有10%胎牛血清的DMEM培养基(ThermoFisher Scientific,11995065)中培养GES-1细胞系。所有这些细胞系均在37℃和5%CO2的条件下孵育。
从中国科学院健康科学研究所(Institute of Health Sciences,ChineseAcademy of Sciences)的组织库中购买了97对临床样品。该研究由当地伦理委员会批准,并遵守该委员会的规定。
蛋白质印迹分析
用裂解缓冲液[20mM Tris-HCl pH7.4、150mM NaCl,1%(v/v)CA-630(Millipore SIGMA,Cat#I8896),1mM EDTA,0.5mM DTT,cOmpleteTM EDTA-free ProteaseInhibitor Cocktail Tablets(MERCK,目录号4693132001)和PhosStop片剂(MERCK,目录号4906837001)]提取总蛋白。蛋白样品用4×Laemmli样品缓冲液(Biorad,Cat#1610747)稀释(3:1),并在98℃加热5分钟。通过TGX Fast Cast丙烯酰胺试剂盒(7.5%或10%(Bio-Rad,1610173TA))在120V下分离蛋白质,然后在0.3A下电转移到PVDF膜(Merck/Millipore,IPVH00010)1.5h。在室温下,用5%DifcoTM脱脂乳(BD Biosciences,232100)封闭膜2小时,然后用补充有0.1%Tween20的TBS(Bio-Rad,1706435)稀释(Santa Cruz Biotechnology,sc-29113)。PIWIL1抗体(Abcam,ab181056)以1:1000稀释度使用。
免疫荧光
将2×105细胞接种到24孔板的盖玻片(Fisher,12-545-83)中。24小时后,将细胞在PBS中洗涤3次,然后在室温下于4%甲醛(低聚甲醛粉末,95%,158127-2.5KG,Sigma)中固定15分钟。将固定的细胞在冰冷的PBST中(PBS中加1%Tween 20)洗涤3次(每次洗涤5分钟),在室温下在PBST中的3%BSA中封闭2h,然后在PBST中洗涤一次,然后孵育具有抗PIWIL1(Abcam,目录号ab181056,1:100稀释),抗hDcp1a(56-Y)抗体(Santa CruzBiotechnology,sc-100706,1:500稀释)和抗-UPF1(Cell Signaling TECHNOLOGY,在3%BSA中于4℃下过夜的Cat#12040,1:200稀释)。孵育后,将细胞在PBST中清洗5次,每次5分钟。将细胞与溶解在含有3%BSA的PBST中的第二抗体:结合FITC的AffiniPure山羊抗小鼠IgG(H+L)(Jackson ImmunoResearch Laboratories,Cat#115-095-003,1:100稀释)或结合FITC的AffiniPure山羊抗兔IgG孵育(H+L)(Jackson ImmunoResearch Laboratories,Cat#111-095-003,1:100稀释)或Alexa Fluor 594偶联的AffiniPure山羊抗小鼠IgG(H+L)(Jackson ImmunoResearch Laboratories,115-585-003,Cat#1:400稀释)或驴抗兔IgG(H+L)高度交叉吸附的二抗Alexa Fluor 680(ThermoFisher Scientific,Cat#A10043,1:500稀释)室温孵育2小时,然后PBST洗涤一次,时间为5分钟。然后将DAPI(Life Technologies,D1306,1:5000稀释度)添加到PBST缓冲液中,并在室温下孵育10分钟,然后在PBST中洗涤3次,每次5分钟。一次取下盖玻片,然后加入一滴FluorPreserveTM(Merck/Millipore,目录号345787-25MLCN),将其安装在载玻片上,轻轻按压,用指甲油密封,并在4℃下保存共聚焦免疫荧光显微镜检查前过夜(Zeiss,LSM710)。
免疫组织化学
人胃癌组织芯片(Cat#HStm-Can090PT-01)购自上海超级芯片公司。从异种移植小鼠中收获用于免疫组织化学的小鼠肿瘤,切成10微米厚的连续切片,并固定在载玻片上。脱蜡,补液,抗原修复和封闭内源性过氧化物酶后,将切片或组织芯片在PBS中洗涤3次,每次5分钟,并在补充有0.3%Triton X-100和5%正常山羊血清的0.01mol/L PBS中封闭1小时。然后加入抗PIWIL1抗体(Atlas抗体,HPA018798,1:1000稀释度)或抗PCNA抗体(Servicebio,GB11010-1,1:1000稀释度)或抗Ki67抗体(Servicebio,GB13030-2,以1:300的比例稀释)在4℃下过夜。在0.01mol/L PBS中短暂洗涤后,将切片暴露于含有辣根过氧化物酶结合的兔抗山羊免疫球蛋白G(1:500)的0.01mol/L PBS中2小时,然后加入0.003%H2O2和0.03%的在Tris-HCl(pH 7.6)中的3,-二氨基联苯胺。每个样品的免疫组织化学至少进行三个独立的时间,所有切片均用苏木精复染。
实施例2PIWIL1促进胃癌细胞生长、迁移、体内成瘤和转移
2.1通过CRISPR-Cas9技术成功在胃癌细胞SNU-1中敲除PIWIL1
将针对PIWIL1基因序列的一对sgRNA克隆到pGL3-U6-sgRNA-PGK-嘌呤霉素载体中。pGL3-U6-sgRNA-PGK-嘌呤霉素和pST1374-N-NLS-flag-linker-Cas9-D10A是来自黄行许教授的赠送(Addgene质粒#51133;http://n2t.net/addgene:51133;RRID:Addgene:51133)。基于黄行许教授的Nature Methods文章中的方法(24),将构建好的PIWIL1-sgRNA质粒和Cas9质粒共同转入SNU-1细胞中,转染后48小时加嘌呤霉素(Puromycin)和灭瘟素(Blasticidin S)双杀进行细胞单克隆挑选。将挑选得到的单克隆提取基因组,进行PIWIL1基因敲除鉴定的基因组PCR,并对PCR产物进行一代测序,比对野生型的PIWIL1基因序列,考察是否有克隆的PIWIL1的基因序列发生缺失或是插入突变导致编码PIWIL1蛋白的氨基酸发生移码,提前产生终止密码子停止PIWIL1蛋白的翻译。通过PIWIL1抗体识别的免疫印迹实验和PIWIL1突变克隆的测序结果,我们发现我们成功敲除了PIWIL1在胃癌的细胞SNU-1中(图7)。表2中列出了sgRNA和PIWIL1基因敲除基因组PCR引物。
2.2PIWIL1敲除抑制胃癌细胞生长
分别对PIWIL1野生型(WT)、PIWIL1敲除对照(KO-Con)、PIWIL1敲除细胞克隆#20和PIWIL1敲除细胞克隆#37,分别在正常血清浓度10%和饥饿血清浓度5%这两个条件下进行MTS细胞生长监测实验。比较PIWIL1不敲除和敲除的细胞生长的差异。图8表明PIWIL1敲除会明显抑制胃癌细胞的生长,特别是在血清饥饿的条件下这种生长的差异越发明显。
2.3PIWIL1敲除抑制胃癌细胞的细胞周期的运行
通过流式细胞实验分别对PIWIL1野生型(WT)、PIWIL1敲除对照(KO-Con)、PIWIL1敲除细胞克隆#20和PIWIL1敲除细胞克隆#37进行PI染色的细胞周期检测实验。图9表明PIWIL1敲除会明显抑制胃癌细胞SNU-1的细胞周期G1/S期转换。
2.4PIWIL1敲除抑制胃癌细胞的细胞迁移
通过Transwell细胞小室迁移实验,分别对PIWIL1野生型(WT)、PIWIL1敲除对照(KO-Con)、PIWIL1敲除细胞克隆#20和PIWIL1敲除细胞克隆#37细胞,进行拍照观测,统计迁移的带有绿色荧光染料的细胞的数目。图10表明PIWIL1敲除会明显抑制胃癌细胞SNU-1的细胞迁移。
2.5PIWIL1敲除抑制胃癌细胞的体内成瘤能力
将PIWIL1野生型(WT)、PIWIL1敲除对照(KO-Con)、PIWIL1敲除细胞克隆#20和PIWIL1敲除细胞克隆#37的细胞皮下注射到裸鼠皮下,每组五只,每周观测一次体重和瘤子的生长情况。图11表明PIWIL1敲除的胃癌细胞在小鼠皮下成瘤的能力远低于野生型PIWIL1的胃癌细胞。
2.6PIWIL1敲除抑制胃癌细胞的体内转移的能力
将PIWIL1野生型(WT)、PIWIL1敲除对照(KO-Con)、PIWIL1敲除细胞克隆#20和PIWIL1敲除细胞克隆#37的细胞用同时带luciferase和GFP绿色荧光的病毒感染细胞,通过流式细胞分选得到luciferase和GFP双阳性的细胞。将这四组阳性标记的细胞尾静脉注射到裸鼠胃部。每组五只。每隔一周拍照监测luciferase的荧光强度,luciferase的荧光强度代表小鼠体内肿瘤转移灶的大小。图12表示PIWIL1敲除的胃癌细胞在小鼠体内转移的能力远低于野生型PIWIL1的胃癌细胞。
综上,本实例表明在胃癌细胞中敲除PIWILl可以显著地抑制细胞的生长、周期的运行和细胞的迁移,且有力的抑制了小鼠体内胃癌的肿瘤成瘤能力和体内转移能力。
材料方法
细胞增殖检测
使用CellTiter 96_AQueous MTS(3-(4,5-二甲基噻唑-2-yr)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺基苯基)-2H四唑盐(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yr)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H tetrazolium),内盐)试剂粉末(Promega,G1111),根据制造商的说明测定细胞增殖。使用EnSpire_multimode读板器(PerkinElmer Life Sciences)读取490nm波长的吸光度。
Transwell迁移检测
根据生产商的方案,使用Corning FluoroBlokTM细胞培养插入物(Falcon,351152)进行跨孔测定。在每个孔中接种1×105个细胞。3小时后,将细胞染色并照相。
体内成瘤能力检测
在标准条件下饲养五周大的雄性裸鼠。收获SNU-1胃癌细胞并用PBS洗涤,并悬浮在无血清的RPMI 1640培养基中。将5×106的这些细胞皮下注射到裸鼠的右胁腹皮下。每7天测量一次肿瘤生长,并估计肿瘤体积(体积=长×宽×高×0.5236)。从乙醚麻醉的小鼠中获取肿瘤。所有程序均与《实验动物的护理和使用指南》(NIH出版物第80-23号,1996年修订)一致,并得到上海科技大学动物护理和使用委员会的批准。
体内转移能力检测
SNU-1胃癌细胞系用表达荧光素酶luciferase的慢病毒标记,该慢病毒包含独立的GFP开放阅读框。萤光素酶的表达是通过使用萤光素(Xenogen,阿拉米达,CA)和体内成像系统(Xenogen)来确定的。通过尾静脉注射表达荧光素酶的PIWIL1-WT或PIWIL1-KO的SNU-1细胞(在100μl PBS中为1×106),然后监测小鼠的总体健康状况和体重。每隔一周监测一次转移灶。在成像前10分钟注射萤光素的水溶液(150mg/kg腹膜内),然后用Forane(Abbott)麻醉小鼠。将小鼠置于CCD相机系统(Xenogen)的不透光室内,使用软件程序Living Image(Xenogen)为伊戈尔(Igor)(Wavemetrics,西雅图,华盛顿)的覆盖检测在动物体内的表达荧光素酶的细胞发出的光子的时间为1分钟。所有程序均与《实验动物的护理和使用指南》(NIH出版物第80-23号,1996年修订)一致,并得到上海科技大学动物护理和使用委员会的批准。
实施例3PIWIL1调节很多与肿瘤相关的信号通路特别是细胞周期的信号通路和粘着斑黏附的信号通路
3.1将PIWIL1野生型(WT)、PIWIL1敲除对照(KO-Con)、PIWIL1敲除细胞克隆#20和PIWIL1敲除细胞克隆#37的细胞提取RNA
按WT/KO20#,KO-Con/KO-37#,WT/37#,KO-Con/KO-20#,WT/KO20#分类,将这五组进行RNA深度测序。通过对五组细胞的RNA深度测序的数据进行生物信息WGCNA分析,图13显示有41个模块的基因群被PIWIL1调控。将具有或不具有PIWIL1表达的模块本征基因与性状之间相关性进行分析,图13的热图中的红色代表模块和特征之间的正相关,蓝色代表负相关,每个单元格包含对应的相关性值和显著性P值,基于此,图14的热图表明蓝色模块(bluemodule)和绿松石模块(turquoise module)的两个基因群被PIWIL1显著调控,其中蓝色模块基因被PIWIL1显著正向调控,而绿松石模块的基因被PIWIL1显著负向调控。将这两个模块的基因群中的kME≥0.9的核心基因(hub gene)进行KEGG信号通路分析,发现蓝色模块核心基因中细胞周期和DNA复制通路高度富集,而绿松石模块核心基因中粘着斑黏附和细胞粘连的信号通路高度富集。
3.2通过定量PCR对蓝色模块中的8个已被大量文献证明的癌基因和绿松石模块中的10个已被大量文献证明的抑癌基因的mRNA表达进行定量检测,图15显示与细胞周期相关的8个基因的mRNA表达因PIWIL1的敲除而抑制表达,而与细胞粘连相关的10个抑癌基因的mRNA表达因PIWIL1的敲除而促进表达。
本实施例表明通过转录组学的研究发现,PIWILl可调控与其在胃癌生物学表型相关的细胞周期和粘着斑黏附的信号通路,促进很多与胃癌进展相关的癌基因的表达以及抑制许多抑癌基因的表达。
材料方法
去核糖体全转录组RNA深度测序和WGCNA分析
每种细胞样本取100ng全部RNA进行去核糖体全转录组深度测序的建库。建库所用试剂盒为NEB公司的 Ultra II Directional RNA Library Prep Kit for建库方法是完全遵照试剂盒的说明书。得到的文库送测序公司质检上机。文库使用Illumina公司的HiSeq X仪器进行双端150bp的测序。测序数据得到后去掉街头和低质量的数据得到需要分析的clean data,运用Hisat2(25)软件将clean data去和人类基因组(GRCh38,NCBI)进行比对,用Htseq(26)去计算比对上的基因条数,用RPKM去换算基因的表达量。使用17次方的标准方法对所有样本执行WGCNA表达模式分析。WGCNA(27)用于在已发布的数据集上独立构建网络,并为每个数据集生成一个独立的中心基因列表(kME>0.9)。RUVseq算法用于批对批校正。
定量PCR引物序列如表1中所示。
实施例4PIWIL1通过不依赖piRNA的方式发挥其在胃癌中的功能和调控。
4.1在PIWIL1高表达的胃癌细胞中没有piRNA
一直以来PIWI蛋白家族的成员发挥生物学功能都是和piRNA一起形成功能复合体发挥作用,为此,我们检测了我们的PIWIL1高表达的胃癌细胞系SNU-1中piRNA的表达从而判断PIWIL1是否有可能存在不依赖piRNA的调控和生物学功能。通过对野生型的PIWIL1的胃癌细胞和PIWIL1敲除型的胃癌细胞进行小RNA深度测序,并利用PIWIL1抗体的免疫共沉淀的方法富集piRNA,以及高碘酸钠氧化的富集piRNA的方法综合判断高表达PIWIL1的胃癌细胞中是否存在其结合的真正的piRNA。图16显示虽然系统阳性对照的小鼠睾丸中有大量piRNA的表达,但高表达PIWIL1的胃癌细胞中却几乎检测不到piRNA的存在。
4.2失去piRNA结合能力的PIWIL1蛋白依然和野生型的PIWIL1蛋白一样在胃癌中发挥促癌的生物学功能和调控
基于已有文献研究推知人的PIWIL1的572位的赖氨酸,572位的572 584位的谷氨酰胺和607位的谷氨酰胺这三个氨基酸位点是进化上保守的piRNA结合位点(28-29)。我们通过突变这三个氨基酸成为丙氨酸构建piRNA结合能力缺失的PIWIL1表达质粒。在PIWIL1敲除的胃癌细胞SNU-1中分别转入野生型的PIWIL1表达质粒和piRNA结合能力缺失的PIWIL1表达质粒,进行回补实验,考察缺失piRNA结合能力对PIWIL1对其下游靶基因特别是与肿瘤进展相关的靶基因的调控的影响,考察缺失piRNA结合能力对PIWIL1对癌细胞细胞周期的影响以及对癌细胞细胞迁移能力的影响。图17显示当PIWIL1失去piRNA结合能力时,依然可以像野生型PIWIL1一样调控与细胞周期相关的癌基因以及与细胞细胞间粘连有关抑癌基因。此外,图17表明失去piRNA结合能力的PIWIL1依然可以如野生型PIWIL1一样恢复PIWIL1敲除所引起的细胞周期阻滞和细胞迁移的抑制。
综上,本实施例发现,PIWIL1可不依赖piRNA实现对胃癌细胞周期运行以及细胞迁移的调控,同时PIWIL1也可以不依赖piRNA的方式调控许多重要的癌基因和抑癌基因的表达,特别是与细胞周期和细胞迁移表型相关的基因。因此,PIWIL1的这些非piRNA依赖的生物学功能和基因表达调控的方式有望使得PIWIL1成为一个胃癌靶向治疗的很好的靶点,特别是对于肿瘤快速增长和转移的胃癌病人,并且对这种病人进行靶向PIWIL1的治疗不再需要考虑piRNA的影响。
材料方法
小RNA-Seq文库的构建和测序
根据制造商的说明,使用Illumina的NEBNext Multiplex小RNA文库试剂盒(NEB,目录号E7300S)制备小RNA文库。用细胞提取的1ug总RNA或100ng PIWIL1抗体富集下来的RNA进行小RNA文库的制备。使用Illumina HiSeqX平台对文库进行测序,以进行双端150bp的测序。
高碘酸钠NaIO4氧化和β消除的小RNA-seq文库构建和测序
将包含20mM NaIO4(Sigma-Aldrich,Cat#311448)的总体积为40微升的200mM赖氨酸-HCl缓冲液(pH 8.5,Sigma-Aldrich,Cat#62929)处理20ug总RNA,在37℃、黑暗的试管中摇动30分钟,以实现β消除。用2μl乙二醇淬灭反应。将RNA进行柱纯化(RNA Clean&Concentrator-5,Zymo,目录号R1015),并用8μl分子生物学级别、无RNase的水洗脱RNA。将6ul洗脱的RNA通过NEBNext Multiplex小RNA文库试剂盒(NEB,目录号E7300S)制备小RNA文库。使用Illumina HiSeqX平台对文库进行测序,以进行双端150bp的测序。
小RNA测序数据分析
使用TrimGalore(版本为0.4.4_dev;http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/trim_galore/)处理小RNA序列,并使用默认的适配器修整模式在150bp长的测序读数中自动检测适配器。使用17bp至42bp的大小截取值来保留合适长度的小RNA读数。命令为:“trim_galore--phred33--gzip-q 20--fastqc--output_dir trimmed_fqc_out--length 17--max_length 42--trim-n$read”。随后将修整的读段映射到相应的基因组上[人类(hg38)或鼠标(mm10)]使用bowtie1(1.2.1.1版)(30),命令为“bowtie-S-p5-v 0-n0-l 18-k 1--no-unal--al$GMAPPED_FQ Homo_sapiens.GRCh38.dna.primary_assembly.fa$read>$GMAPPED_SAM”。将基因组映射的读数顺序映射到miRNA,tRNA,rRNA,snRNA,snoRNA,piRNA和重复元件的文库中。miRNA文库获自miRBase(2018年3月11日)(31)。将来自GtRNAdb(32)的tRNA序列和基因组注释的tRNA序列相结合构建了tRNA参考Fasta。从RNAcentral(2019年1月)(33)制备了rRNA文库。snRNA和snoRNA cDNA文库是从基因组注释和RNAcentral(2019年1月)获得的。piRNA被归类为de novo和已知,前者通过proTRAC(版本2.4.2)鉴定(34),后者通过映射到piRNABank的piRNA上。proTRAC的命令为:“perlproTRAC_2.4.2.pl-genome Homo_sapiens.GRCh38.dna.primary_assembly.header.simple.fa-map$map_file-repeatmaskerhg38.repeatMasker.matched.gtf-geneset Homo_sapiens.GRCm38.95.chr.gtf-pimin25-pimax 31”。$mapfile是使用sRNAmapper(版本1.0.4)(35)的映射输出。重复序列的小RNA库是从UCSC基因组浏览器中的RepeatMasker注解中获得的。
野生型PIWIL1和piRNA结合能力突变的PIWIL1克隆构建
根据制造商的说明,通过SuperScript_III逆转录酶(Invitrogen,18080044)将总RNA用于cDNA合成。将该cDNA用作通过Phusion高保真DNA聚合酶(New England Biolabs,M0530L)在PCR中扩增的模板,并将PIWIL1克隆到pcDNA3.1-3xFlag中。
结合piRNA的突变体PIWIL1基因的克隆是通过KOD-Plus-诱变试剂盒(KOD-Plus-Mutagenesis kit)(TOYOBO,SMK-101),以pcDNA3.1-3xFlag-PIWIL1 cDNA为模板,根据制造商的说明进行。PCR引物列如表2所示。
实施例5PIWIL1通过UPF1介导的无义mRNA降解通路(NMD通路)发挥其在胃癌中不依赖piRNA的方式的生物学功能和调控。
5.1PIWIL1与UPF1介导的NMD复合体相互结合
通过PIWIL1抗体的免疫共沉淀偶联的质谱分析,我们找到了UPF1蛋白,UPF1蛋白是无义mRNA降解通路中的核心蛋白(36-37)(图18)。图19的免疫共沉淀的实验结果进一步表明PIWIL1和UPF1相互结合,且PIWIL1可与NMD通路中的核心复合体(UPF2、SMG1以及活化的UPF1(磷酸化的UPF1))相互结合。图20的免疫荧光实验结果表明PIWIL1可与UPF1共同定位在P小体中,P小体是无义mRNA降解通路发挥功能的细胞器。
5.2PIWIL1可不依赖piRNA与UPF1结合且存在与UPF1特异性结合的区域
为了找到PIWIL1如何特异性的结合UPF1参与NMD通路,我们需要找到PIWIL1与UPF1特异性结合的结合区域。通过用蛋白建模预测了PIWIL1与UPF1的结合模式(38-40),基于此我们构建了PIWIL1结合UPF1能力缺失的结构域突变体。图21表明PIWIL1的第251-383位的氨基酸区域和第625-758位的氨基酸区域是PIWIL1负责与UPF1结合的关键区域,将此区域敲除会显著破坏PIWIL1与UPF1的结合,而仅失去piRNA结合能力的PIWIL1突变体并不影响与UPF1的结合,说明PIWIL1与UPF1的结合协同NMD通路不需要依赖piRNA。
5.3PIWIL1与UPF1特异性的结合对PIWIL1在胃癌中行使重要的生物功能和调控至关重要
将结合UPF1能力缺失的PIWIL1突变体和野生型的PIWIL1突变体分别转入PIWIL1敲除的胃癌细胞SNU-1中,发现野生型的PIWIL1可以很好的修复因PIWIL1敲除所引起的下游抑癌基因表达的上调以及对癌细胞细胞迁移的抑制,但PIWIL1失去与UPF1的结合能力却无法恢复PIWIL1敲除所引起的下游靶基因的表达失调和对细胞迁移的影响(图22)。
综上,本实施例发现,PIWIL1可不依赖piRNA而通过UPF1介导的无义mRNA降解(nonsense mRNA decay NMD)途径实现对胃癌细胞迁移的调控,以及实现对与细胞迁移能力相关的抑癌基因的调控。因此,PIWIL1的非piRNA依赖的调控方式,特别是与NMD复合体一起协同的调控方式有望成为PIWIL1在胃癌靶向治疗中的一种全新的治疗方式,这种治疗方式将有别于传统的PIWIL1需要piRNA依赖的治疗方式。
材料方法
免疫共沉淀
在共免疫沉淀裂解缓冲液[20mM Tris-HCl pH7.4、150mM NaCl,1%(v/v)CA-630(Millipore SIGMA,Cat#I8896),1mM EDTA,0.5mM DTT,cOmpleteTM不含EDTA的蛋白酶抑制剂混合片(EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail Tablets)(MERCK,目录号4693132001)和PhosStop片剂(MERCK,4906087001)]中裂解细胞,然后以14,000rpm的转速旋转10分钟以去除碎片。将10μL的空蛋白G的磁珠(ThermoFisherScientific,Cat#10004D)添加到裂解物中,并孵育0.5小时以进行预清除。用柠檬酸磷酸盐缓冲液(pH 5.0)洗涤50μL空的蛋白G磁珠,然后与5ug小鼠单克隆抗PIWIL1抗体(Millipore SIGMA,目录号SAB4200365)或5ug正常小鼠IgG多克隆抗体(MERCK,目录号12-371)一起孵育。用柠檬酸磷酸盐缓冲液(pH 5.0)洗涤50μL的空蛋白A,然后与15ul兔抗-UPF1单克隆抗体(Cell Signaling TECHNOLOGY,目录号12040)或5ug兔多抗-磷酸化Upf1(Ser1127)抗体(MERCK,Cat#07-1016)或5ug兔多克隆抗-UPF2抗体(Abcam,ab157108)或5ug正常兔IgG多克隆抗体(MERCK,Cat#12-370)孵育。所有这些温育在4℃旋转下进行4小时。蛋白G/A磁珠-Ig复合物用IP洗涤缓冲液[20mM Tris-HCl pH7.4、200mM NaCl,0.05%(v/v)CA-630、0.5mM DTT,cOmpleteTM不含EDTA的蛋白酶抑制剂洗涤混合片剂和PhosStop片剂]洗三遍。将预先洗涤的蛋白G/A磁珠-Ig复合物与预先澄清的裂解物在4℃旋转孵育过夜。然后用IP洗涤缓冲液和IP高盐洗涤缓冲液[20mMTris-HCl pH7.4、500mM NaCl,0.05%(v/v)CA-630、0.5mM DTT,cOmpleteTM不含EDTA的蛋白酶抑制剂混合片剂和PhosStop片剂]洗两次。免疫沉淀物在7.5%TGX FastCast丙烯酰胺凝胶上电泳,并用相关抗体探测以进行Western印迹,或根据制造商的说明使用考马斯亮蓝染色溶液进行检测。
质谱
使用7.5%TGX Fast Cast丙烯酰胺试剂盒(Bio-Rad,1610173TA)对免疫共沉淀的产物进行电泳,然后进行考马斯亮蓝染色。然后分别切出蛋白质条带。首先将切下的凝胶条带如前所述在凝胶中进行消化(41)。将获得的肽脱盐,然后进行纳米LC/MS/MS分析。使用配备了纳米EASY LC和Easyspray色谱柱(75μm×50cm,PepMap RSLC C18色谱柱,2μm,ThermoFisher Scientific)的Orbitrap Fusion MS来获取MS数据。在60分钟内,以300NL/min的流速,LC梯度为5至35%B(CH3CN中的0.1%甲酸),柱温设定为50℃。MS数据以数据相关模式获取。简要地说,在60K分辨率下进行调查扫描,然后在Orbitrap中以15K分辨率进行十次HCD MS/MS扫描。
与UPF1结合能力缺失的PIWIL1突变体的构建
根据制造商的说明,通过Phanta Max超保真DNA聚合酶试剂盒(Vazyme,P505-d1)和Mut Express MultiS快速诱变试剂盒V2(Vazyme,C215-01)克隆PIWIL1结构域突变体。使用引物(2-250)/(2-624)-F'和引物(2-250)-R'得到片段(2-250);使用引物(384-861)/(384-624)-F'和引物(384-861)/(759-861)-R'得到片段(384-861);使用引物(2-250)/(2-624)-F'和引物(2-624)/(384-624)-R'获得片段(2-624);使用引物(759-861)-F'和引物(384-861)/(759-861)-R'得到片段(759-861);使用引物(384-861)/(384-624)-F'和引物(2-624)/(384-624)-R'获得片段(384-624)。通过连接片段(2-250)和片段(384-861)来构建flag-PIWIL1-ΔN突变体cDNA(251-383的缺失)。通过连接片段(2-624)和片段(759-861)来构建flag-PIWIL1-ΔC突变体cDNA(缺失625-758)。通过将片段(2-250)连接至片段(384-624)和片段(759-861),构建了flag-PIWIL1-ΔNΔC突变体cDNA(删除251-383和625-758)。PCR引物见表二。定量PCR方法和细胞迁移检测方法见前面。
表1定量PCR引物序列
Gene | Forward Primer(正向引物) | SEQ | Reverse Primer(反向引物) | SEQ |
ACTB | CCCTGGAGAAGAGCTACGAG | 1 | GGAAGGAAGGCTGGAAGAGT | 2 |
PIWIL1 | CAGCCAAGTCACAAGGACTC | 3 | GATGTCAGCCGGAAATGGTT | 4 |
PIWIL2 | TTGGTTGGAGTAGGACGCTT | 5 | AAGGTACAGGGAGGCTTGTC | 6 |
PIWIL4 | GATGGCACCGAGATCACCTA | 7 | TGGTCAGTCAGCCCTGTTAG | 8 |
UPF1 | ATCCGCCTGCAGGTCCAGTA | 9 | GATCCGCTGCAGTGACACCA | 10 |
FLNA | GGGATCCCATCCCTAAGAGC | 11 | CTTGGATGCCACTTTGCCTT | 12 |
LAMC3 | ACTGTGAGCACTGTCAGGAA | 13 | TGCAAGGCATGCATTTGTCT | 14 |
CCNE2 | GGGGGATCAGTCCTTGCATT | 15 | AAGGCAGCAGCAGTCAGTAT | 16 |
ORC6 | ATGCTGAGGAAAGCAGAGGA | 17 | TTCATCCAGGAAGCTGCAAG | 18 |
CDC25A | GTGCCGGTATGTGAGAGAGA | 19 | TGCGGAACTTCTTCAGGTCT | 20 |
MCM2 | CGAGATAGAGCTGACTGGCA | 21 | CAGTGGCAAAGACAGGGAAG | 22 |
CCND3 | ATCACTGGCACTGAAGTGGA | 23 | TCTGTAGGAGTGCTGGTCTG | 24 |
PCNA | GCGTGAACCTCACCAGTATG | 25 | TCTCCTGGTTTGGTGCTTCA | 26 |
MYO18B | GAAGCAGATGCACCAGAAGG | 27 | CCAATCTGGTCACAGAGGGT | 28 |
VCL | GACCGGCCAAAGCAGCTGTA | 29 | GATGGCAGCCTGACCGACTC | 30 |
SESN2 | GGCTGGAGGCACTGATGTCC | 31 | TAGTCAGGGTGCAGGCCCAT | 32 |
SRCIN1 | ACAGAGCTCAAGGCTCACTT | 33 | GGCTCCTCCTTCAGGAACTT | 34 |
TPM2 | GATGCTGAAGCTGGACAAGG | 35 | GGTCCTCAGCTTGCTTCTTG | 36 |
DDIT4 | GAGTCCCTGGACAGCAGCAA | 37 | CAGCAGCTGCATCAGGTTGG | 38 |
CCDC80 | AGCAGAAGAAGGAGGGCATT | 39 | AGATCACCAGCAACCTCCTC | 40 |
PTEN | GCGGAACTTGCAATCCTCAG | 41 | GAACTTGTCTTCCCGTCGTG | 42 |
GADD45G | AGCTGCTGGTTGATCGCACT | 43 | AGCAACTCATGCAGCGCTTT | 44 |
GADD45B | TGAATGTGGACCCAGACAGC | 45 | AAGGACTGGATGAGCGTGAA | 46 |
TSC2 | TACTGCGTCTGCGACTACAT | 47 | CCAGTCAGACTCCTGCTTCA | 48 |
TP53 | GTCCAGATGAAGCTCCCAGA | 49 | CAAGAAGCCCAGACGGAAAC | 50 |
MCM10 | GTGGAAGCCTTCTCTGGTCT | 51 | CAGCTTCTCTCTGGCCATCT | 52 |
表2PCR引物序列
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<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> ACTB正向引物
<400> 1
ccctggagaa gagctacgag 20
<210> 2
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> ACTB反向引物
<400> 2
ggaaggaagg ctggaagagt 20
<210> 3
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL1正向引物
<400> 3
cagccaagtc acaaggactc 20
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL1反向引物
<400> 4
gatgtcagcc ggaaatggtt 20
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL2正向引物
<400> 5
ttggttggag taggacgctt 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL2反向引物
<400> 6
aaggtacagg gaggcttgtc 20
<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL4正向引物
<400> 7
gatggcaccg agatcaccta 20
<210> 8
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL4反向引物
<400> 8
tggtcagtca gccctgttag 20
<210> 9
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> UPF1正向引物
<400> 9
atccgcctgc aggtccagta 20
<210> 10
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> UPF1反向引物
<400> 10
gatccgctgc agtgacacca 20
<210> 11
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> FLNA正向引物
<400> 11
gggatcccat ccctaagagc 20
<210> 12
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> FLNA反向引物
<400> 12
cttggatgcc actttgcctt 20
<210> 13
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> LAMC3正向引物
<400> 13
actgtgagca ctgtcaggaa 20
<210> 14
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> LAMC3反向引物
<400> 14
tgcaaggcat gcatttgtct 20
<210> 15
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CCNE2
<400> 15
gggggatcag tccttgcatt 20
<210> 16
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CCNE2反向引物
<400> 16
aaggcagcag cagtcagtat 20
<210> 17
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> ORC6正向引物
<400> 17
atgctgagga aagcagagga 20
<210> 18
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> ORC6反向引物
<400> 18
ttcatccagg aagctgcaag 20
<210> 19
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDC25A正向引物
<400> 19
gtgccggtat gtgagagaga 20
<210> 20
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CDC25A反向引物
<400> 20
tgcggaactt cttcaggtct 20
<210> 21
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MCM2正向引物
<400> 21
cgagatagag ctgactggca 20
<210> 22
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MCM2反向引物
<400> 22
cagtggcaaa gacagggaag 20
<210> 23
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CCND3正向引物
<400> 23
atcactggca ctgaagtgga 20
<210> 24
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CCND3反向引物
<400> 24
tctgtaggag tgctggtctg 20
<210> 25
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PCNA正向引物
<400> 25
gcgtgaacct caccagtatg 20
<210> 26
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PCNA反向引物
<400> 26
tctcctggtt tggtgcttca 20
<210> 27
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MYO18B正向引物
<400> 27
gaagcagatg caccagaagg 20
<210> 28
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MYO18B反向引物
<400> 28
ccaatctggt cacagagggt 20
<210> 29
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> VCL正向引物
<400> 29
gaccggccaa agcagctgta 20
<210> 30
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> VCL反向引物
<400> 30
gatggcagcc tgaccgactc 20
<210> 31
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> SESN2
<400> 31
ggctggaggc actgatgtcc 20
<210> 32
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> SESN2反向引物
<400> 32
tagtcagggt gcaggcccat 20
<210> 33
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> SRCIN1正向引物
<400> 33
acagagctca aggctcactt 20
<210> 34
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> SRCIN1反向引物
<400> 34
ggctcctcct tcaggaactt 20
<210> 35
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> TPM2正向引物
<400> 35
gatgctgaag ctggacaagg 20
<210> 36
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> TPM2反向引物
<400> 36
ggtcctcagc ttgcttcttg 20
<210> 37
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> DDIT4正向引物
<400> 37
gagtccctgg acagcagcaa 20
<210> 38
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> DDIT4反向引物
<400> 38
cagcagctgc atcaggttgg 20
<210> 39
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CCDC80
<400> 39
agcagaagaa ggagggcatt 20
<210> 40
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> CCDC80反向引物
<400> 40
agatcaccag caacctcctc 20
<210> 41
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PTEN正向引物
<400> 41
gcggaacttg caatcctcag 20
<210> 42
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PTEN反向引物
<400> 42
gaacttgtct tcccgtcgtg 20
<210> 43
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GADD45G正向引物
<400> 43
agctgctggt tgatcgcact 20
<210> 44
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GADD45G反向引物
<400> 44
agcaactcat gcagcgcttt 20
<210> 45
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GADD45B正向引物
<400> 45
tgaatgtgga cccagacagc 20
<210> 46
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GADD45B反向引物
<400> 46
aaggactgga tgagcgtgaa 20
<210> 47
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> TSC2正向引物
<400> 47
tactgcgtct gcgactacat 20
<210> 48
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> TSC2反向引物
<400> 48
ccagtcagac tcctgcttca 20
<210> 49
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> TP53正向引物
<400> 49
gtccagatga agctcccaga 20
<210> 50
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> TP53反向引物
<400> 50
caagaagccc agacggaaac 20
<210> 51
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MCM10正向引物
<400> 51
gtggaagcct tctctggtct 20
<210> 52
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MCM10反向引物
<400> 52
cagcttctct ctggccatct 20
<210> 53
<211> 57
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> 2U6 hPiwil-1 E5 sg2 For
<400> 53
atgcgtctca accgcattga ctataaccca ctgagtttta gagctagaaa tagcaag 57
<210> 54
<211> 57
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> 2U6 hPiwil-1 E5 sg1 Rev
<400> 54
atgcgtctcg aaacgctgac atcccgtccc cagtcggtgt ttcgtccttt ccacaag 57
<210> 55
<211> 19
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> hPiwil-1 E5 C9(genomePCR) For
<400> 55
actgtgcctg ccttgtcat 19
<210> 56
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> hPiwil-1 E5 C9 (genomePCR)Rev
<400> 56
ggtagttctg ctttgaagtg gaa 23
<210> 57
<211> 115
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL1-piRNA-binding mutant For
<400> 57
gcaaaatacc tgtgtacaga ttgccctacc ccaagtgcat gtgtggtggc ccgaacctta 60
ggcaaacagc aaactgtcat ggccattgct acaaagattg ccctagcaat gaact 115
<210> 58
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> PIWIL1-piRNA-binding mutant Rev
<400> 58
aatagcatcg tatttgtcct tccgattact 30
<210> 59
<211> 39
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> (2-250)/(2-624)-F'
<400> 59
gatgatgacg acaaaggatc cactgggaga gcccgagcc 39
<210> 60
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> (2-250)-R'
<400> 60
tcaggaggcc aaatcaccaa cctgtg 26
<210> 61
<211> 40
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> (384-861)/(384-624)-F'
<400> 61
ttggtgattt ggcctcctga gctctgctat cttacaggtc 40
<210> 62
<211> 45
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> (384-861)/(759-861)-R'
<400> 62
aacgggccct ctagactcga gttagaggta gtaaaggcgg tttga 45
<210> 63
<211> 35
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> (2-624)/(384-624)-R'
<400> 63
tgttccagga agtggcttca gggggatgtc caccc 35
<210> 64
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> (759-861)-F'
<400> 64
tgaagccact tcctggaaca gttattgatg 30
Claims (11)
1.一种阻断PIWI和NMD复合体蛋白结合的药物和/或包含所述药物的药物组合物在制备诊断和/或治疗胃癌的药物中的应用。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述胃癌为早期胃癌或晚期胃癌;
和/或,所述PIWI选自PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和PIWIL4中的一种或多种;
和/或,所述NMD复合体蛋白选自UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和SMG7中的一种或多种,优选为UPF1、UPF2和/或SMG1;
和/或,所述药物为通过突变和/或抑制所述PIWI和NMD复合体蛋白的结合位点进行阻断的药物,优选为通过突变和/或抑制所述PIWI上的与所述NMD复合体蛋白结合的结合位点进行阻断的药物,和/或优选通过突变和/或抑制所述NMD复合物上的与所述PIWI结合的结合位点进行阻断的药物。
3.如权利要求2所述的药物,其特征在于,所述药物为针对所述PIWI与NMD复合体蛋白的结合位点设计的抑制剂,优选为针对PIWI上的与所述NMD复合体蛋白结合的位点设计的抑制剂例如PIWIL1抑制剂、PIWIL2抑制剂、PIWIL3抑制剂和/或PIWIL4抑制剂,和/或,针对NMD复合体蛋白上的与所述PIWI结合的结合位点设计的抑制剂例如UPF1抑制剂、UPF2抑制剂、SMG1抑制剂、UPF3抑制剂、SMG5抑制剂、SMG6抑制剂和/或SMG7抑制剂,优选UPF1、UPF2和/或SMG1抑制剂;
和/或,所述药物为小分子物质,例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽;所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在;
和/或,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物;
和/或,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物;
和/或,所述药物和/或药物组合物通过以下的一种或多种机制进行诊断和/或治疗:
(a)抑制癌症细胞的生长;
(b)抑制癌症细胞周期的运行;
(c)抑制癌症细胞的迁移;
(d)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(e)抑制癌症的体内转移能力;
(f)调节癌症细胞细胞周期和粘着斑黏附的信号通路。
4.一种靶向PIWI的药物和/或靶向NMD复合体蛋白的药物、和/或包含所述药物的药物组合物在制备诊断和/或治疗胃癌的药物中的应用;
较佳地:
和/或,所述胃癌为早期胃癌或晚期胃癌;
所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4;
和/或,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1;
和/或,所述靶向PIWI的药物为,例如PIWIL1抑制剂、PIWIL2抑制剂、PIWIL3抑制剂和/或PIWIL4抑制剂;
和/或,所述靶向NMD复合体蛋白的药物为,例如UPF1抑制剂、UPF2抑制剂、SMG1抑制剂、UPF3抑制剂、SMG5抑制剂、SMG6抑制剂和/或SMG7抑制剂,如NMDI-14、NMDI1和/或VG1;
和/或,所述药物为小分子物质,例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽;所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在;
和/或,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物;
和/或,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物。和/或,所述药物和/或药物组合物通过以下的一种或多种机制进行诊断和/或治疗:
(a)抑制癌症细胞的生长;
(b)抑制癌症细胞周期的运行;
(c)抑制癌症细胞的迁移;
(d)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(e)抑制癌症的体内转移能力;
(f)调节癌症细胞细胞周期和粘着斑黏附的信号通路。
5.一种降低PIWI表达量的药物和/或降低NMD复合体蛋白表达量的药物、和/或包含所述药物的药物组合物在制备诊断和/或治疗胃癌的药物中的应用;
较佳地:
所述降低PIWI表达量的药物为沉默、下调和/或敲除PIWI基因的药物;
和/或,降低NMD复合体蛋白表达量的药物为沉默、下调和/或敲除NMD复合体蛋白的基因的药物;
和/或,所述胃癌为早期胃癌或晚期胃癌;
和/或,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4;
和/或,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1;
和/或,所述药物为小分子物质,例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽;所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在;
和/或,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物;
和/或,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物;
和/或,所述药物和/或药物组合物通过以下的一种或多种机制进行诊断和/或治疗:
(a)抑制癌症细胞的生长;
(b)抑制癌症细胞周期的运行;
(c)抑制癌症细胞的迁移;
(d)抑制癌症的肿瘤成瘤能力;
(e)抑制癌症的体内转移能力;
(f)调节癌症细胞细胞周期和粘着斑黏附的信号通路。
6.如权利要求1-5任一项所述的药物组合物,其特征在于,所述药物组合物不包括靶向piRNA的药物,例如piRNA抑制剂;和/或,所述药物组合物不包括阻断PIWI和piRNA结合的药物;
较佳地:
所述阻断PIWI和piRNA结合的药物为通过突变和/或抑制所述PIWI和piRNA的结合位点进行阻断的药物,优选通过突变和/或抑制所述PIWI上的与所述piRNA结合的结合位点进行阻断的药物和/或优选通过突变和/或抑制所述piRNA上的与所述PIWI结合的结合位点进行阻断的药物;
更佳地:
所述阻断PIWI和piRNA结合的药物为针对所述PIWI与piRNA的结合位点设计的抑制剂,优选为针对PIWI上的与所述piRNA结合的结合位点设计的抑制剂,和/或piRNA上的与所述PIWI结合的结合位点设计的抑制剂。
7.如权利要求1-6中任一项所述的药物和/或所述的药物组合物在制备抑制癌症细胞的生长、抑制癌症细胞周期的运行、抑制癌症细胞的迁移、抑制癌症的肿瘤成瘤能力、抑制癌症的体内转移能力、调节癌症细胞周期的信号通路和/或调节癌症细胞粘着斑黏附的信号通路的药物中的应用;
较佳地,所述癌症为胃癌,例如为早期胃癌或晚期胃癌;和/或,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4。
8.细胞系SNU-1和/或SNU-16在筛选如权利要求1-6中任一项所述的药物和/或如权利要求1-6中任一项所述的药物组合物中的应用;
较佳地:
所述药物为小分子物质,例如为小分子化学类物质如小分子化合物、或小分子生物类物质如小分子活性肽;所述小分子化合物优选以化合物的药学上可接受的盐、化合物的溶剂合物、化合物的药学上可接受的盐的溶剂合物、或化合物的晶型的形式存在;
和/或,所述药物为大分子物质,例如为大分子生物类物质如多糖、蛋白例如抗体、核酸,或大分子化学类物质如高分子化合物;
和/或,所述药物为中药抽提物和/或动植物抽提物;
和/或,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4;
和/或,所述NMD复合体蛋白包括UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1。
9.PIWI和/或NMD复合体蛋白在作为胃癌的生物标志物和/或治疗靶点中的应用;
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4;和/或,所述NMD复合体蛋白为UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1,和/或,所述胃癌为早期胃癌或者晚期胃癌。
10.一种用于检测和/或诊断胃癌的生物标志物,其特征在于,其包括PIWI和/或NMD复合体蛋白;
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4;和/或,所述NMD复合体蛋白为UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1,和/或,所述胃癌为早期胃癌或者晚期胃癌。
11.一种检测和/或诊断胃癌的试剂盒,其特征在于,其包括检测PIWI和/或NMD复合体蛋白的抗体;
较佳地,所述PIWI包括PIWIL1、PIWIL2、PIWIL3和/或PIWIL4;和/或,所述NMD复合体蛋白为UPF1、UPF2、SMG1、UPF3、SMG5、SMG6和/或SMG7,优选UPF1、UPF2和/或SMG1,和/或,所述胃癌为早期胃癌或者晚期胃癌。
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