一种小分子RNA候选药物序列优化及其在糖尿病心肌病治疗中的应用

本发明涉及核酸药物，特别涉及一种序列优化后的小分子rna候选药物及其在糖尿病心肌病治疗中的应用。

背景技术：

1、糖尿病心脏病(diabetic heart disease，dhd)是糖尿病患者的高发性并发症，其心衰发生率和死亡率是非糖尿病心功能损伤患者的3倍以上，其治疗效果也弱于非糖尿病心脏病患者。典型的糖尿病性心脏病包括糖尿病心肌病(diabetic cardiomyopathy，dcm)。该病在代谢紊乱及微血管病变之基础上引发心肌广泛灶性坏死，出现亚临床的心功能异常，最终进展为心力衰竭、心律失常及心源性休克等。糖尿病心肌病患者的预后较差且目前尚无有效的治疗药物，因此为其寻找新型发病机制、药物治疗靶点和治疗手段是目前主要的研究焦点。

2、核酸分子疗法在临床前和临床研究中心作为一种新兴治疗方式得到了广泛的关注和研究。核酸药物治疗是目前的研究热点，其特点为靶标明确、设计上更快捷安全、临床开发速度短平快。小核酸药物在慢病治疗领域具有先天优势：1)小核酸药物直接调节上游基因表达，相对不易产生耐药性；2)小核酸药物的药效相对持久，可大大降低给药频次，这对于很多慢病的治疗具有巨大的临床价值。一项研究通过分析大型健康保险公司数据库探究药物依从性与心血管疾病的关系，结果显示全因死亡、心肌梗死、卒中或冠状动脉血运重建手术的发生比例与药物依从性密切相关。因此，小核酸药物的长效性、不易产生耐药性等优点，让产业界逐渐认识到，小核酸药物是未来心血管疾病治疗药物的新的研发方向。然而，小核酸药物应用瓶颈主要在于小核酸药物的体内稳定性和靶向递送性。pcsk9基因sirna在给药第210天时，ldl胆固醇可以降低47.5％，并且持续超过1440天，4年平均降低ldl-c胆固醇达到44.2％；该药(商品名：英克司兰钠注射液)目前已获中国国家药品监督管理局批准，作为饮食的辅助疗法，用于成人原发性高胆固醇血症(杂合子型家族性和非家族性)或混合型血脂异常患者的治疗。zilebesirna是由一个小干扰rna(sirna)与n-乙酰半乳糖胺(galnac)配体共价链接组成，可特异性减少肝血管紧张素原mrna水平，从而减少血管紧张素原水平，能持续性降低血压24周。由此可见，现已开启采用核酸药物治疗心血管病新的阶段。这为糖尿病并发症的防控策略提供了新的可选择方案。

3、在本课题的前期研究中，糖尿病诱导循环相关circrnas(dicar)-mm9_circ_008009和hsa_circ_0131202对dcm具有抑制作用。因此，dicar和合成的dicar-jp可能是治疗dcm的候选药物。在分子水平上，dicar-jp结合含缬酪肽蛋白(vcp)形成dicar-jp/vcp复合物，通过泛素-蛋白酶体(ub-pr)途径介导的med12降解来抑制糖基化终末产物(ages)引起的细胞焦亡。dicar-jp是dicar区别于其亲本基因的junction位点，具有特殊茎环结构，且dicar-jp是dicar其发挥功能的核心功能片段。但现有合成的dicar-jp并不能完全抑制ages诱导的心肌损伤。因此，如何优化dicar-jp序列使其具有更有效的心脏保护作用是急需解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述问题，本发明经过对现有的dicar-jp的序列进行优化，提供了一种新型的小分子rna候选药物，并提供了其在制备治疗糖尿病心肌病药物中应用，该小分子rna结构稳定性好，药效在24h时效果明显，且与新生多肽相关复合体α(nascentpolypeptide-associated complexα，nacα)蛋白结合的亲和力高，具有较强的抑制细胞焦亡相关蛋白asc、gsdmd表达的活性，能够有效保护心肌细胞，增强对糖尿病心肌病等的治疗效果，同时具有起效浓度低、生物安全性高等优势，具有临床药物开发和作为核酸药物应用的潜能。

2、为实现上述目的，本发明具体通过以下技术方案实现：

3、本发明提供了一种小分子rna，用于治疗糖尿病心肌病，其核苷酸序列如seq idno.10所示。

4、本发明第二方面提供了一种dna分子，所述dna分子编码如上所述的小分子rna。

5、本发明第三方面提供了一种重组表达载体，所述重组表达载体含有如上所述的dna分子。

6、本发明第四方面提供了一种宿主细胞，所述宿主细胞携带如上所述的dna分子或如上所述的重组表达载体。

7、本发明第五方面提供了如上所述的小分子rna、如上所述的dna分子、如上所述的所述的重组表达载体或如如上所述的宿主细胞在制备治疗心肌病药物中的应用。

8、本发明第六方面提供了一种预防和/或治疗心肌病的药物，活性成分为以下a-d中的任一种或多种：

9、a、小分子rna，其核苷酸序列如seq id no.10所示；

10、b、编码a中所述小分子rna的dna分子；

11、c、携带b中所述dna分子的重组表达载体；

12、d、携带b中所述dna分子或c中所述重组表达载体的宿主细胞。

13、此外，所述小分子rna的浓度为1-50nm；更进一步地，所述小分子rna的浓度30-50nm。

14、本发明的优点及积极效果为：

15、1、本发明通过将dicar-jp的第39位碱基从c突变为u，获得核苷酸序列如seq idno.10所示的新型小分子rna，即dicar-jp45，该dicar-jp45的空间结构稳定性高，有利于提高药物的体内半衰期，其药效维持时间可达24h以上。

16、2、本发明提供的小分子rna dicar-jp45与nacα蛋白结合的亲和力高，且具有较强的抑制细胞焦亡相关蛋白asc、gsdmd表达的活性，能够有效保护心肌细胞，增强对糖尿病心肌病等的治疗效果，为多种疾病引起的心脏损伤治疗用核酸药物的开发和应用提供了新的思路。

17、3、本发明提供的小分子rna dicar-jp45在糖基化终末产物(advanced glycationend products，ages)对心肌细胞的损伤治疗中，半数效应浓度低至17.93nm，相比于dicar-jp的半数效应浓度26.19nm具有起效浓度更低、药物安全范围更大的特点，具有临床药物开发和作为核酸药物应用的潜能，临床价值高、市场前景好。

技术特征：

1.一种小分子rna，其特征在于，其核苷酸序列如seq id no.10所示。

2.一种dna分子，其特征在于，所述dna分子编码如权利要求1所述的小分子rna。

3.一种重组表达载体，其特征在于，所述重组表达载体含有如权利要求2所述的dna分子。

4.一种宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞携带如权利要求2所述的dna分子或如权利要求3所述的重组表达载体。

5.如权利要求1所述的小分子rna、如权利要求2所述的dna分子、如权利要求3所述的重组表达载体或如权利要求4所述的宿主细胞在制备治疗心肌病药物中的应用。

6.一种预防和/或治疗心肌病的药物，其特征在于，活性成分为以下a-d中的任一种或多种：

7.根据权利要求6所述的预防和/或治疗心肌病的药物，其特征在于，所述小分子rna的浓度为1-50nm。

8.根据权利要求7所述的预防和/或治疗心肌病的药物，其特征在于，所述小分子rna的浓度30-50nm。

9.根据权利要求6所述的预防和/或治疗心肌病的药物，其特征在于，所述心肌病为糖尿病心肌病。

技术总结
本发明属于核酸药物技术领域，尤其涉及一种小分子RNA候选药物序列优化及其在糖尿病心肌病治疗中的应用。本发明经过对现有的DICAR‑JP的序列进行优化，提供了一种核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示的新型小分子RNA，该小分子RNA结构稳定性好，药效在24h时效果明显，且与NACα蛋白结合的亲和力高，具有较强的抑制细胞焦亡相关蛋白ASC、GSDMD表达的活性，能够有效保护心肌细胞，增强对糖尿病心肌病等的治疗效果，同时具有起效浓度低、生物安全性高等优势，具有临床药物开发和作为核酸药物应用的潜能。

技术研发人员：袁琼,张春祥,郑思慧,余亚军,乔淦,冯建国
受保护的技术使用者：西南医科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17