CN1313159C - HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物及其用途 - Google Patents

Abstract

HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物涉及生物技术及生物医药领域。本发明是一种能抗肿瘤间质降解、抗炎感染的双链互补小片段RNA类物质。其以肝癌转移相关因子HAb18G/CD147为靶向分子，设计并合成它的小片段干涉RNA抑制剂；阻断效应细胞(成纤维细胞、滑膜细胞)诱导分泌基质金属蛋白酶(MMPs)的功能；减少肿瘤组织间质的降解、关节软骨侵蚀、新生血管(血管翳)的形成；达到治疗肝癌等肿瘤的复发、转移，以及类风湿性关节炎和骨关节炎的目的。经体内、外实验证明，这类特异性靶向HAb18G/CD147分子的小片段RNA干涉药物对肝癌细胞转移有明确的抑制效果。

Description

HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物及其用途

技术领域

本发明涉及生物技术及生物医药领域，尤其涉及一种能有效控制肝癌等肿瘤复发转移及抗类风湿关节炎、骨关节炎等侵袭性疾病的小片段干涉RNA药物及其用途。

背景技术

据世界卫生组织(WHO)估计，每年全世界死于癌症患者约600万，占全球死亡人数的12％。我国1995年主要疾病死亡率及死亡原因构成中，恶性肿瘤排列第2位，占死亡总人数的21.85％。长期以来，由于肿瘤高复发、高转移的恶性特点，一直是肿瘤治疗亟待解决的问题。目前国内外抗癌治疗关注的热点之一是抗肿瘤的浸润、转移。肿瘤的转移规律极其复杂，涉及诸多因素，如：(1)蛋白水解酶；(2)血管生成因子；(3)粘附因子，如整合素(integrin)，选择素(selectin)，钙粘合素(E-cadherin)等；(4)运动因子。在肿瘤的侵袭、转移过程中，癌细胞诱导效应细胞分泌蛋白水解酶，降解细胞外基质，其中基质金属蛋白酶(MMPs)最为重要，目前已发现了20余种，它们几乎能降解细胞外基质的所有成分。MMPs的作用可概括为(1)降解间质，破坏胶原限制肿瘤生长的机械屏障作用；(2)破坏基底膜完整性，利于癌细胞穿过血管壁进入血流；(3)通过对细胞外基质的改建，促进肿瘤新生血管或转移灶的形成。由于MMPs在肿瘤侵袭转移中的重要作用，因而肿瘤组织中MMPs的来源一直是人们研究的重点问题。

近年来本申请人研究发现，HAb18G/CD147在肝癌等多种高侵袭转移性肿瘤及炎性滑膜中高度表达，HAb18G/CD147与其效应细胞(如癌周成纤维细胞)结合常常大量诱导产生MMPs或上调激活MMPs的活性，使肿瘤组织中MMPs含量及活性显著提高，间质成分和血管基底膜的胶原蛋白过度降解，癌细胞穿过基底膜及结缔组织屏障不断侵袭扩散和转移。目前，抗间质降解多采用酶抑制剂，如天然酶抑制剂—组织型金属蛋白酶抑制剂(TIMPs)，能够与MMPs结合并抑制酶活性，但TIMPs在组织中含量极微且难于提取，人工重组TIMPs是大分子蛋白质，存在降解和口服吸收不良等问题。人工合成的拟肽类金属蛋白酶抑制剂，如Batimastat(BB-94)，只能抑制早期肿瘤诱导产生的MMPs的活性，几乎不能抑制晚期肿瘤诱导产生的大量MMPs的活性，导致III期临床实验的停止。

类风湿性关节炎(RA)在我国成人中的发病率约0.3％(患病人数达300余万)。发病年龄轻，致残率高。此外，幼年型类风湿性关节炎也是小儿常见的结缔组织病。其临床特点为累及到周身关节的增殖性和侵蚀性滑膜炎，呈进行性病变终生反复不断。被认为是类似“局限性恶性肿瘤”的增生性和破坏性病变。RA组织病理学特征是滑膜衬里过度增生和衬里下层大量炎性单个核细胞浸润。成纤维细胞样滑膜细胞和滑膜组织巨噬细胞在关节损伤中起最重要的作用。这两种细胞均能产生大量MMPs。这些酶以协同作用方式能够消化滑膜、关节软骨和软骨下骨的所有主要的细胞外基质组分。RA滑膜中EMMPRIN(CD147)的表达上调，可诱导局部产生MMPs 1、2、3等蛋白水解酶，且可导致MMPs和TIMPs的不平衡最终引起RA关节的破坏。此病至今尚无特效治疗。90年代以来，国内外学者采用仿效结核病和恶性肿瘤的联合疗法，是此类疾病治疗学上的一大突破，使部分患者病情得到较长期缓解，生活质量得到提高，但并未治愈疾病。抑制软骨和骨侵蚀仍是此病治疗亟待解决的问题。

发明内容

本专利申请发明人在长期从事肝癌免疫导向药物研究的基础上，获得肝癌高亲和力单抗HAb18(第四军医大学细胞工程中心研制)的相应膜抗原HAb18G的cDNA全长序列，发现其与CD147的序列高度同源，通过基底膜侵袭实验和明胶酶谱实验分析，证实HAb18G/CD147分子可大大促进肝癌细胞的侵袭和转移。基于以上研究基础，以及HAb18/CD147在正常肝细胞中不表达，在肝癌上为高表达的特点，可通过在分子水平直接高位阻断HAb18G/CD147分子的表达来抑制肝癌转移。所以，本发明的目的之一就是设计有效的HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物从分子水平高位阻断效应细胞分泌MMPs，这对肿瘤复发转移的治疗可能更为直接有效。

鉴于MMPs通过直接降解软骨、骨组织和间接促进血管形成而参与RA关节破坏。因此抑制MMPs是治疗RA的基本途径之一。此外，骨关节炎与老龄化密切相关，随着人类寿命的延长，发病率增高，软骨细胞、滑膜细胞和成纤维细胞产生MMPs，亦在骨关节炎发病中起重要作用。但迄今有关应用酶抑制剂抗间质降解的临床实验结果与上述抗肿瘤转移治疗一样令人失望。所以，本发明的另一目的之一就是利用设计有效的HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物，在分子水平高位阻断抑制效应细胞分泌MMPs，也是类风湿性关节炎和骨关节炎治疗的新途径和发展趋势。

本发明提供一种具有抗肿瘤复发、转移和抗类风湿性关节炎、骨关节炎、的小片段干涉RNA药物及其用途。

本发明是以下述方式实现的：HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物，是抗间质降解和抗炎的一类干涉RNA药物，具有抗肿瘤复发、转移和抗类风湿性关节炎、骨关节炎的作用，针对靶抗原HAb18G/CD147分子的小片段干涉RNA药物的序列如下，

5’-GUUCUUCGUGAGUUCCUCdTdT-3’，

3’-dTdTCAAGAAGCACUCAAGGAG-5’

HAb18G/CD147分子小片段RNA干涉药物的制备方法，根据HAb18G/CD147分子的基因序列，我们选择其mRNA分子起始密码子后第470-488位共18个核苷酸为靶向干涉序列，经DNA合成仪按上述设计的序列大量合成双链互补的HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物。此合成的小片段干涉RNA药物经脂质体混合转染靶细胞后，用于肿瘤复发、转移及类风湿关节炎、骨关节炎的治疗。

在HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物的基础上，进一步加免疫球蛋白Fc段或用纳米质脂体包裹后的制剂，可用于肿瘤复发、转移及类风湿关节炎、骨关节炎的治疗。

体外实验表明我们设计合成的HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物，经细胞侵袭力抑制实验证明，该小片段干涉RNA药物对肝癌细胞及其与人成纤维细胞共培养后细胞侵袭能力的抑制率分别为82.9％和82.3％。明胶酶谱实验证明，肝癌细胞及其与人成纤维细胞共培养后MMP-2、9的分泌量分别降低60.1％、73.5％。此外，ELISA证实，干涉RNA转染后的FHCC-98细胞分泌VEGF的量下降了25％。

体内功能实验：用合成的HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物对荷人肝癌的裸鼠进行治疗，发现其对肝癌成瘤性有明显抑制作用。当对照组在第12天每只裸鼠都成瘤时，其试验组裸鼠均成瘤不明显。此外，治疗组的平均生存期比对照组延长接近一倍以上。

综上所述，这此结果说明该小片段干涉RNA药物在抗肝癌等肿瘤复发、转移上有明确的应用效果，其可能在类风湿关节炎及骨关节炎等疾病的治疗中也具有潜在的应用价值。

附图说明

图1是RT-PCR、Western-blot和流式细胞仪检测RNAi干涉细胞HAb18G/CD147表达结果，其中(a)为RT-PCR结果，泳道“-”为未转染的FHCC-98细胞中HAb18G/CD147、GAPDH的mRNA的量，泳道“+”为转染后细胞中HAb18G/CD147、GAPDH的mRNA的量。(b)为western-blot的结果，泳道1为未转染的细胞中HAb18G/CD147，泳道2为转染后的HAb18G/CD147。(C)为流式细胞仪的检测图，右峰为转染前的HAb18G/CD147，左峰为转染后的HAb18G/CD147。

图2(a)为明胶酶谱实验结果，RNA干涉HAb8G/CD147表达后FHCC-98细胞及其与HPF-1细胞共培养后，MMP-2的分泌量分别显著降低。(b)为细胞侵袭力抑制结果，分别为FHCC-98在干涉前后、及与HPF-1共培养后观察到的侵袭穿膜细胞。可见，在siRNA干涉CD147表达后，细胞的侵袭能力显著降低(2.5)。(C)为ELISA测定结果，FHCC-98细胞在RNA干涉前后VEGF的分泌量显著下降。

具体实施方式

1.HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物的设计与合成：根据HAb18G/CD147分子的基因全长mRNA序列，经BALST在GENEBANK中搜索比对后，我们选择了HAb18G/CD147基因mRNA分子起始密码子后第470-488位共18个核苷酸为靶向干涉的具体序列，设计合成了一段高特异性的双链互补的HAb18G/CD147小片段干涉RNA，经DNA合成仪大量合成后用PAGE技术纯化鉴定纯度达99％以上，其序列如下所示。

5’-GUUCUUCGUGAGUUCCUCdTdT-3’，

3’-dTdTCAAGAAGCACUCAAGGAG-5’

2.脂质体介导小片段干涉RNA药物转染肝癌细胞FHCC-9g：细胞经24小时培养后，将50pmol小片段干涉RNA与10ul脂质体lipfectamine 2000共溶入1640培养基中，室温孵育混合20分钟后，加在接种的细胞中。转染细胞24小时后，提取总RNA作RT-PCR分析HAb18G/CD147mRNA量。提取总蛋白用WESTERN-BLOT检测HAb18G/CD147蛋白表达量。同时，用流式细胞仪进一步验证HAb18G/CD147分子表达量。

结果发现，小片段干涉RNA药物转染后，HAb18G/CD147基因转录的mRNA量明显降低，HAb18G/CD147蛋白的表达量也显著降低(参见图1)。

3.小片段干涉RNA药物的体外功能实验：(1)细胞侵袭力抑制实验，即在底层铺有Matrigel胶Millicell小室中，将转染和未转染的FHCC-98细胞单培养，或将其与HPF-1细胞共培养后，检测穿过Matrigel胶的肝癌细胞较对照是否有减少，并计算HAb18G/CD147小片段干涉RNA分子对肝癌细胞转移的抑制率。计算公式：[(干涉前细胞均数-干涉后细胞均数)/干涉前细胞均数]×100％。(2)明胶酶谱实验，即将转染和未转染的FHCC-98细胞单培养，或将其与HPF-1细胞共培养后，收集无血清培养细胞上清，经分离胶中含0.1％明胶粉的凝胶电泳后，加入明胶酶孵育、染色进行灰度扫描比较。(3)ELISA检测人VEGF的分泌表达实验，即将转染和未转染的人肝癌细胞FHCC-98无血清培养上清，分别加至包被人VEGF单抗的酶标板上，进行常规夹心ELISA，置492nm处测吸光值，检测HAb18G/CD147小片段RNA干涉对人VEGF分子分泌表达量的影响。

结果发现，小片段干涉RNA药物转染，其对肝癌细胞及其与人成纤维细胞共培养后细胞侵袭能力的抑制率分别为82.9％和82.3％，其对肝癌细胞及其与人成纤维细胞共培养后MMP-2、9的分泌量分别抑制降低60.1％、73.5％，其对FHCC-98细胞分泌VEGF的量下降了25％(参见图2)。

4.小片段干涉RNA药物的体内功能实验：采用皮下接种人肝癌细胞系FHCC-98形成瘤块的BALB/C裸鼠模型，尾静脉加压注射脂体包裹的HAb18G/CD147小片段干涉RNA药物(125μg/kg/day)，同时设立对照。皮下组：隔日1次，共12次；皮下组：观察接种FHCC-98细胞后皮下肿瘤生长情况，从d10开始，每4d测定1次肿瘤体积；观察150d裸鼠生存情况。结果发现，在d30 RNA干涉治疗组的抑瘤率为61.3％，与对照组比显著缩小(P＜0.05)(见表1)，其150d生命延长率比对照组延长40.9％(P＜0.01)(见表2)。

                    表1荷人肝癌FHCC-98裸鼠经小片段干涉RNA治疗后的抑瘤率

组别	瘤体积(mm3)(X±s，n=10)			抑瘤率(％)
							d10	d14	d30	d10	d14	d30
	对照组	40.3±16.5	78.2±19.8	480.6±27.3	0.0	0.0							0.0
RNA干涉组							21.9±13.6	40.3±23.1	186.0±17.4*	45.7	48.5	61.3

*与对照组相比较，P＜0.05

表2荷人肝癌FHCC-98裸鼠经小片段干涉RNA治疗后150天内平均生存情况

组别	只数(n)	平均生存天数(d)(X±s)	生命延长率(％)
				对照组	5	98.0±37.5	0.0
RNA干涉组	5	138.1±10.5	40.9**

**与对照组相比较，P＜0.01

Claims (2)

1、HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物，其特征在于该针对靶分子HAb18G/CD147的小片段RNA具有互补的双链核苷酸序列：

5’-GUUCUUCGUGAGUUCCUCdTdT-3’，

3’-dTdTCAAGAAGCACUCAAGGAG-5’。

2、如权利要求1所述的HAb18G/CD147分子小片段干涉RNA药物作为制备抗肿瘤复发、转移和抗类风湿关节炎、骨关节炎治疗剂的应用。

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