沉默程序性死亡受体-配体表达的siRNA序列及其应用的制作方法

文档序号:15078421发布日期:2018-08-03 09:16阅读:491来源:国知局
本发明属于生物医药
技术领域
,具体涉及一种沉默基因或蛋白质表达的sirna序列及其应用。
背景技术
:小干扰rna(sirna)可特异性沉默靶标mrna表达水平(2006年诺贝尔生理医学奖),因此sirna分子可以通过特异性沉默引起或促进疾病发生或发展的基因,具有治疗基因过表达及基因突变引起的疾病的应用前景(science,2016,352(6292):1417-1420;natchembiol,2006,2(12):689-700.)。自2004年始美国fda已批准20多种sirna分子药物制剂进入了临床试验,其中有近10项iii期临床试验方案在进行。2017年9月,美国alnylam公司(www.alnylam.com)率先宣布其针对甲状腺素运载蛋白(transthyretin,ttr)的sirna药物patisiran在一个家族性淀粉样多发性神经病变(fap)三期临床达到一级、二级终点,这是sirna药物首次在三期临床达到主要临床终点,这意味着sirna药物即将上市进入临床应用。在基因dna双链中,转录时作为mrna(信使rna,携带遗传信息,在蛋白质合成时充当模板的rna)合成模板的那条单链叫做模板链或反义链,而转录时不能作为mrna合成模板的那条单链叫有义链或正义链。在sirna双链中,能与argonaute蛋白(ago蛋白)组成rna干扰沉默复合物(risc)的那条单链称为反义链(antisensestrand)或向导链(guidestrand),该链形成的risc复合物能与靶mrna结合,切割并沉默靶mrna。而另外一条无功能的单链称之为正义链(sensestrand)或过客链(passengerstrand)。利用sirna分子的特征,可以设计多条沉默靶基因的sirna序列(naturereviewsgenetics,2015,16(9):543-552.)。pd-l1/cd274全称为程序性死亡受体-配体1(programmedcelldeath-ligand1),是大小为40kda的跨膜蛋白,在大多数肿瘤中存在表达。正常情形下免疫系统会对聚集在淋巴结或脾脏的外来抗原产生反应,促进具有抗原特异性的t细胞增生。而t细胞表面的程序性死亡受体-1(pd-1)与程序性死亡受体-配体1(pd-l1)结合,可以传导抑制性的信号,减低t细胞的增生。在肿瘤发生时,肿瘤细胞表面的pd-l1/cd274表达上调,与t细胞表面的pd-1受体相互作用,抑制t细胞的活化与增殖,从而产生肿瘤免疫逃逸(immunotherapy,2016(8),479-488.)。因此,设计小分子抑制剂或抗体抑制pd-1或pd-l1通路,从而利用机体t细胞直接杀灭肿瘤细胞,已成为肿瘤免疫疗法的热点。截止到2017年10月底,针对pd-1靶点的药物分别是百时美施贵宝(bms)公司的nivolumab(商品名opdivo);由默沙东公司的pembrolizumab(商品名keytruda)。针对pd-1靶点的药物分别是罗氏公司的atezolizumab(商品名tecentriq);德国默克公司与辉瑞公司共同研发的bavencio(商品名avelumab);阿斯利康公司的durvalumab,(商品名imfinzi)。国际公布号为wo2017190695a1公布的一种抑制egfr基因表达的sirna,仅仅能够抑制egfr基因表达,不能抑制程序性死亡受体-配体的表达。专利申请号为2015800670256的具有人源化分化族274基因的非人动物,提供了非人动物、用于制备和使用所述非人动物的方法和组合物,其中所述非人动物包含分化簇274(cd274)基因的人源化。此类非人动物在一些实施例中可被描述为具有对内源cd274基因的遗传修饰,以使得所述非人动物表达程序性细胞死亡配体1(pd-l1)多肽。该发明对能够高效沉默人源pd-l1的表达的sirna序列未有公开。技术实现要素:发明目的:提供一种能有效降低肿瘤细胞表面的pd-l1/cd274蛋白的表达水平,促进t淋巴细胞对肿瘤细胞杀伤力的沉默程序性死亡受体-配体表达的sirna序列及其应用。技术方案:本发明的沉默程序性死亡受体-配体表达的sirna序列,所述的程序性死亡受体-配体是存在于多种肿瘤细胞表面的人程序性死亡受体-配体1(简称pd-l1/cd274),所述的sirna序列为具有下列靶序列、正义链和反义链的核苷酸序列中任意一种:sipd-l1-1靶序列:cagaaagatgaggatattt正义链:5'-cagaaagaugaggauauuunn-3'反义链:5'-aaauauccucaucuuucugnn-3';sipd-l1-2靶序列:gtatgagtttttcctattt正义链:5'-guaugaguuuuuccuauuunn-3'反义链:5'-aaauaggaaaaacucauacnn-3';sipd-l1-3靶序列:gtagtagatgttacaattt正义链:5'-guaguagauguuacaauuunn-3'反义链:5'-aaauuguaacaucuacuacnn-3';sipd-l1-4靶序列:gtagatgttacaattttgt正义链:5'-guagauguuacaauuuugunn-3'反义链:5'-acaaaauuguaacaucuacnn-3;sipd-l1-5靶序列:gtagagtatggtagcaata正义链:5'-guagaguaugguagcaauann-3'反义链:5'-uauugcuaccauacucuacnn-3';sipd-l1-8靶序列:ggataagaacattattcaa正义链:5'-ggauaagaacauuauucaann-3'反义链:5'-uugaauaauguucuuauccnn-3';其中,n为a、g、c、u、da、dc、dg、dt中的一种,两个n可以相同也可以不相同;或者两个n中缺一;或者两个n均缺失。上述序列中,正义链的5'端之后的19个核苷酸序列与反义链的5'端之前的19个核苷酸序列互补;其中a为腺嘌呤核糖核苷酸;g为鸟嘌呤核糖核苷酸;c为胞嘧啶核糖核苷酸;u为尿嘧啶核糖核苷酸;da为腺嘌呤脱氧核苷酸;dc为胞嘧啶脱氧核苷酸;dg为鸟嘌呤脱氧核苷酸;dt为胸腺嘧啶脱氧核苷酸。本发明中,优选所述的nn为两个游离且连续的脱氧核苷酸dtdt。本发明中,采用sirna设计法则,结合计算机辅助设计软件,并通过对比实验筛选得到。采用对照序列:sipd-l1-pc为阳性对照的sirna序列,sinc为阴性对照的sirna序列。在此基础上,经过rt-qpcr及流式细胞术实验筛选,选出pd-l1/cd274基因抑制效率大于50%来进行t淋巴细胞对神经胶质瘤细胞的杀伤作用,评价所设计的序列生物学功能。沉默程序性死亡受体-配体1(pd-l1/cd274)基因表达的几种具有不同核苷酸序列的sirna序列中,候选的sirna靶序列分别如下表所示,它们的正义链和反义链中的nn均为dtdt。序列名称靶序列sipd-l1-1cagaaagatgaggatatttsipd-l1-2gtatgagtttttcctatttsipd-l1-3gtagtagatgttacaatttsipd-l1-4gtagatgttacaattttgtsipd-l1-5gtagagtatggtagcaatasipd-l1-6caaattcccagtagaaaaasipd-l1-7cagtagaaaaacaattagasipd-l1-8ggataagaacattattcaasipd-l1-9caaaatcaaccaaagaattsipd-l1-10caacaactaatgagattttsipd-l1-pcgtatggtagcaatatgacasinc在人和小鼠基因无同源性上表中,其中六条为高效沉默pd-l1/cd274表达的sirna双链,分别是:sipd-l1-1、sipd-l1-2、sipd-l1-3、sipd-l1-4、sipd-l1-5、sipd-l1-8。这六种sirna双链的靶序列中,尤其是sipd-l1-3、sipd-l1-4、sipd-l1-5、sipd-l1-8沉默效果更好,它们的序列中具有基本相同的caat或者tcaa碱基短序列,这可能也是本发明的序列具有较好沉默作用的重要原因之一。所述的sirna序列为sipd-l1-3或者sipd-l1-8时,沉默表达的效果最好。本发明涉及下列三个理论依据:1)rna干扰的理论。sirna为双链结构,进入细胞后,双链解螺旋,变成单链(正义链及反义链,或sensestrand-s,antisensestrand-as),其中的as链与靶mrna(本专利是指与pd-l1/cd274的mrna)序列互补,形成新的局部双链(长短不一致),此时,ago2等细胞内的酶将靶mrna切断。这就是rna干扰理论(2006年诺贝尔生理医学奖),即只要细胞内存在这种rna的双链结构,都可以被类似于ago2等酶切割,mrna就不是完整的结构,就失去了翻译功能,不能翻译为蛋白质。本专利保护的六条sirna片段,可分别结合(序列互补)于pd-l1/cd274的mrna的不同位置,都能够实现rna干扰,沉默pd-l1/cd274mrna的翻译功能。2)肿瘤细胞通过pd-1/pd-l1通路实现免疫逃逸的理论:肿瘤细胞及肿瘤微环境通过上调pd-l1表达(这里说的是,肿瘤细胞本身或其微环境可表达pd-l1),并与细胞毒性的cd8+t细胞表面的pd-1结合,来限制宿主的免疫反应。或理解为人体内的cd8+t细胞,可通过细胞毒性作用来消灭肿瘤;如果人体出现了肿瘤细胞,一般情况下,cd8+t细胞具有抗肿瘤效应;但肿瘤细胞本身表达出的pd-l1,一旦t细胞靠近肿瘤细胞要杀灭肿瘤细胞时,就结合t细胞膜表达的pd-1受体,pd-l1与pd-1结合后,此时经过一系列的信号传导途径,t细胞就不能“执行杀灭肿瘤细胞的任务”了。如果,不让肿瘤细胞表达pd-l1(本专利的sirna沉默pd-l1的表达),或用抗pd-l1的抗体药物让pd-l1失去与t细胞表面表达的pd-1受体结合的能力,就不能抑制t细胞的功能,就不妨碍t细胞“执行杀灭肿瘤细胞的任务”了。本专利发明的sirna序列,从rna水平多个位置切割pd-l1的mrna,从而终止pd-l1蛋白的翻译和表达,从理论上讲,能有效减少pd-l1蛋白水平的突变带来的抑制效价或作用的降低或缺失。因此,本专利发明的sirna序列抑制pd-l1的功能强于临床上已应用的抗体药物。3)得到sirna序列也是遵循现在的一些公知理论,国外大的研究结构开发了一些软件,只需要将靶mrna序列输入该软件,设置一些限定条件,就可以得到多条能特异性沉默该靶mrna的sirna序列,通过合成得到这些sirna片段后,用脂质体将这些sirna转染进细胞后,用pcr技术测定该细胞中完整的靶mrna的量就可以评判这些获得的sirna的沉默效率。但沉默效率又有多个因素的影响,比如与sirna互补的mrna片段是否有二级结构(如螺旋等),不能让sirna中的反义链“很舒服”地与靶mrna结合,不能完全彻底地被ago2等切断,从而pcr的结果表现为沉默效率的差异。在实际应用时,一般选用沉默效率最高的sirna片段。沉默效率低的可用加大给药剂量的方式弥补。本发明的另一目的是提供一种上述沉默程序性死亡受体-配体表达的sirna序列的用途。用于设计和制备因人体病变组织中pd-l1/cd274过度表达、导致免疫系统异常而引起的相关疾病的药物(尤其是针对肿瘤免疫逃逸的抗肿瘤药物)。所述的相关肿瘤疾病为肺癌、肝癌、食管癌、宫颈癌、结直肠癌、胰腺癌、肾癌膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌、胃癌、口腔上皮癌、卵巢癌、头颈癌、脑瘤、胶质细胞瘤中的任一种或多种。有益效果:本发明基于现有生物医药理论,结合实验验证,获得多种高效表达水平的sirna。理论结合医学实践,结论可靠。具有良好的推广应用价值。本发明设计的六条高效特异性沉默程序性死亡受体-配体1(pd-l1/cd274)表达的sirna序列,可以有效降低肿瘤细胞表面的pd-l1/cd274蛋白的表达水平,促进t淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤,从而产生与抑制pd-1/pd-l1通路类似的抑制肿瘤生长效果。而且,从数百种可能的序列中,优选了6种靶序列简单的品种,在合成药物中具有良好的可操作性,未知副作用小。附图说明图1是采用rt-qpcr检测中用lipofectamine2000转染sirna后,人神经胶质瘤细胞系(u87mg)中pd-l1/cd274的mrna表达水平分析图。图1中,纵坐标中文含义:pd-l1相对表达水平。此处表示转染sirna后,细胞还有多少pd-l1表达;表达水平越高,表示加入的sirna沉默pd-l1表达的沉默效率越低。图中的sipd-l-8的沉默效率最高。图2是采用流式细胞术分析用lipofectamine2000转染sirna后,人神经胶质瘤细胞系(u87mg)中表面pd-l1/cd274蛋白的表达效果图。图2中,纵坐标:count指细胞数;横坐标:pe指红色荧光pe的强度,峰面积指整个细胞群的百分比。图3是采用流式细胞术分析用lipofectamine2000转染sirna后,加入人cd8阳性t细胞后,人神经胶质瘤细胞系(u87mg)凋亡效果图。图3中,纵坐标:pi(propidiumiodide)是染细胞核的染料,pi值越高,细胞核染色越深,意味着整个细胞膜被破坏,暴露整个细胞核。av(annexinv)是染细胞膜上凋亡抗原的染料,av值越高,细胞膜凋亡抗原越多。q4是正常细胞群。q1是机械损伤坏死的细胞,指胰酶消化过度,整个细胞被机械损伤了。q2是指晚期凋亡细胞。q3是早期凋亡细胞。具体实施方式实施例1:rt-qpcr验证的sipd-l1-1~10的rna水平的基因沉默效率。如图1所示的,按照公知的细胞生物学的方法,在细胞培养板中转染对数生长期的人神经胶质瘤细胞系(u87mg),在lipofectamine2000转染试剂的辅助下,100nm浓度的sipd-l1-1~10分别与脂质体形成脂质复合物转染细胞,rt-qpcr实验结果显示在rna水平,sipd-l1-1、sipd-l1-2sipd-l1-3、sipd-l1-4、sipd-l1-5及sipd-l1-8均有效沉默pd-l1/cd274基因mrna的表达。其中sipd-l1-8的沉默作用最为显著。实施例2:流式细胞术验证的sipd-l1-1~10的表面蛋白水平基因沉默效率。如图2所示,按照公知的细胞生物学的方法,在细胞培养板中转染对数生长期的人神经胶质瘤细胞系(u87mg),在lipofectamine2000转染试剂的辅助下,100nm浓度的sipd-l1-1~10分别与脂质体形成脂质复合物转染细胞,48小时后,收集细胞,进行流式细胞术检测细胞表面蛋白。结果显示在rna水平,sipd-l1-1、sipd-l1-2、sipd-l1-3、sipd-l1-4、sipd-l1-5及sipd-l1-8均沉默细胞表面pd-l1/cd274蛋白的表达。实施例3:流式细胞术验证沉默pd-l1/cd274后,人cd8阳性t细胞对神经胶质瘤细胞的毒性作用。如图3所示,按照公知的细胞生物学的方法,前面实验已知sipd-l1-3、sipd-l1-5及sipd-l1-8均能将细胞表面pd-l1/cd274蛋白抑制50%以上。在此基础上,在细胞培养板中转染对数生长期的人神经胶质瘤细胞系(u87mg),在lipofectamine2000转染试剂的辅助下,100nm浓度的sipd-l1-3、sipd-l1-5及sipd-l1-8分别与脂质体形成脂质复合物转染细胞,24小时后,加入人cd8阳性t细胞进行干预。继续干预24小时后,进行流式细胞术检测神经胶质瘤细胞的凋亡情况。实验结果显示,sipd-l1-3、sipd-l1-5及sipd-l1-8均可引起细胞凋亡,其中sipd-l1-3的作用最为显著。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1