用于人类基因组重塑的基于噬菌体的人工病毒设计

本公开总体上涉及人类基因组重塑组分、组合物、机制及其方法。

背景技术：

1、设计可以进入人类细胞并进行精确的分子修复且用生物分子编程的“人工病毒”(av)，这在医学上有广泛的应用。然而，配制能够有效且安全地将治疗性基因和蛋白递送到靶细胞中以重塑人类基因组的av颗粒仍然是重大挑战。本申请克服了这里描述的现有技术的不足。

技术实现思路

1、根据第一个主要方面，本公开提供了一种重塑(remodeling)人类基因组的人工病毒(av)，包含：至少一种病毒载体；至少一种治疗性分子；和脂质包衣(lipid coating)，其中所述治疗性分子中的至少一种具有基因修饰或基因沉默活性。

2、根据第二个主要方面，本公开提供了一种重塑人类基因组的人工病毒(av)，包含：t4衣壳；cas9蛋白；至少一种rna；至少一种dna；和脂质包衣，其中，所述dna被包装在所述t4衣壳内，其中，所述rna选自由mrna、sirna和grna组成的组，其中，所述脂质包衣包含至少一种阳离子脂质。

3、根据第三个主要方面，本公开提供了一种基因组修饰方法，包括：用人工病毒(av)感染动物细胞，其中，所述av包含病毒载体、至少一种治疗性分子和脂质包衣，其中，所述至少一种治疗性分子具有基因修饰或基因沉默活性。

4、根据第四个主要方面，本公开提供了一种基于crispr的对具有基因组修饰能力的人工病毒(av)进行编程(programming)的方法，包括：通过使野生型t4噬菌体中缺失ipi和ipii基因来产生“受体”噬菌体；用含有靶蛋白基因的质粒和表达cas9或cpf1的间隔子质粒以及crispr rna来产生宿主细菌细胞，所述crispr rna对应于所述受体噬菌体的缺失区域中的原间隔序列(protospacer)；用所述“受体”噬菌体感染所述宿主细菌细胞；从所述宿主细菌细胞回收工程化的“受体”噬菌体；从工程化的“受体”噬菌体获得空的工程化的t4衣壳；将至少一种dna包装在所述工程化的t4衣壳中，其中，靶蛋白的基因在c-末端侧翼接有衣壳靶向序列(cts)并且在n-末端侧翼接有核定位序列(nls)，以形成cts-基因-nls序列。

技术特征：

1.一种重塑人类基因组的人工病毒(av)，包含：

2.根据权利要求1所述的av，其中，所述至少一种病毒载体选自由以下项组成的组：λ噬菌体，芽孢杆菌噬菌体phi29，大肠杆菌噬菌体t2、t3、t4和t7，肠杆菌噬菌体p22，噬菌体spp1，疱疹病毒，腺病毒，腺相关病毒(aav)、逆转录病毒，慢病毒。

3.根据权利要求1所述的av，其中，所述至少一种治疗性分子选自由dna、rna、蛋白及它们的复合物组成的组。

4.根据权利要求1所述的av，其中，所述至少一种治疗性分子被包装在所述病毒载体内。

5.根据权利要求1所述的av，其中，所述至少一种治疗性分子展示在所述病毒载体外部，其中，所述治疗性分子通过选自由hoc和soc组成的组中的至少一种蛋白与所述病毒载体结合。

6.根据权利要求5所述的av，其中，所展示的治疗性分子包含由选自由核糖核蛋白(rnp)复合物、位点特异性重组酶cre、rna聚合酶和dna连接酶组成的组中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的av，其中，所述rnp复合物包含cas9蛋白和选自由mrna、sirna和grna组成的组中的至少一种rna分子，

8.根据权利要求7所述的av，其中，cas9-soc包括seq id no:16中所示的序列。

9.根据权利要求7所述的av，其中，核定位序列(nls)融合到cas9蛋白的n-末端。

10.根据权利要求6所述的av，其中，所述rnp复合物包含cpf1蛋白和选自由mrna、sirna和grna组成的组中的至少一种rna分子，

11.根据权利要求10所述的av，其中，cpf1-soc包括seq id no:17中所示的序列。

12.根据权利要求1所述的av，其中，所述脂质包衣包括至少一种阳离子脂质。

13.根据权利要求12所述的av，其中，所述阳离子脂质是选自由lipofectamine 2000(lpf2k)、lpfrnaimax、lpf3k、lpfltx、lpfstem-、expi和fect组成的组中的至少一种。

14.根据权利要求2所述的av，其中，所述av包含至少两个通过蛋白交叉桥相连的病毒载体。

15.根据权利要求14所述的av，其中，所述蛋白交叉桥是soc-生物素-亲和素(sba)或hoc-bap-生物素-亲和素(hbba)。

16.一种重塑人类基因组的人工病毒(av)，包含：

17.根据权利要求16所述的av，其中，所述cas9蛋白和rna形成核糖核蛋白(rnp)复合物，并且其中，所述cas9蛋白通过选自由hoc和soc组成的组中的至少一种蛋白与所述t4衣壳相连。

18.根据权利要求17所述的av，其中，cas9-soc包括seq id no:16中所示的序列。

19.根据权利要求16所述的av，其中，所述cas9蛋白、cpf1蛋白、rna、cre、dna连接酶和rna聚合酶中的至少一种被包装在t4衣壳内。

20.根据权利要求16所述的av，进一步包含：位点特异性重组酶cre，其通过选自由hoc和soc组成的组中的至少一种蛋白展示在所述t4衣壳外部。

21.根据权利要求20所述的av，其中，cre-hoc包括seq id no:18中所示的序列，并且cre-soc包括seq id no:22中所示的序列。

22.一种基因组修饰的方法，包括：

23.一种基于crispr的对具有基因组修饰能力的人工病毒(av)进行编程的方法，所述方法包括：

24.根据权利要求23所述的方法，所述方法进一步包括：通过选自由hoc和soc组成的组中的至少一种蛋白，在经工程化的t4衣壳外展示至少一种治疗性分子，

技术总结
描述了一种用生物分子编程的“人工病毒”(AV)，其可以进入人类细胞并进行精确的人类基因组修饰。AV包含：至少一种病毒载体，诸如噬菌体T4；至少一种治疗性分子，诸如DNA、RNA、蛋白质，及它们的复合物；和脂质包衣。还描述了使用这种AV进行人类基因组修饰的方法，以及对这种AV进行编程的方法。

技术研发人员：维尼加拉·B·绕,朱金根
受保护的技术使用者：美国天主教大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13