用于调节基因表达的组合物和方法
【专利说明】用于调节基因表达的组合物和方法
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. § 119(e)要求2012年5月16日提交的名称为"用于调节基 因表达的组合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING GENE EXPRESSION) " 的美国临时申请号61/648, 016、2012年5月16日提交的名称为"用于调节基因表达的组 合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING GENE EXPRESSION)" 的美国 临时申请号61/648, 021、2013年3月14日提交的名称为"用于调节基因表达的组合物和 方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING GENE EXPRESSION)" 的美国临时申 请号61/786,232,2012年5月16日提交的名称为"用于调节SMN基因家族表达的组合物 和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING SMN GENE FAMILY EXPRESSION) " 的美国临时申请号61/647,858、2012年10月27日提交的名称为"用于调节SMN基因家 族表达的组合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING SMN GENE FAMILY EXPRESSION)"的美国临时申请号61/719,394、2013年3月14日提交的名称为"用于调 节SMN基因家族表达的组合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING SMN GENE FAMILY EXPRESSION)"的美国临时申请号61/785,529、2012年5月16日提交的名 称为"用于调节UTRN表达的组合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING UTRN EXPRESSION)"的美国临时申请号61/647,886、2012年5月16日提交的名称为"用于 调节血红蛋白基因家族表达的组合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING HEMOGLOBIN GENE FAMILY EXPRESSION) " 的美国临时申请号 61/647, 901、2013 年 3 月 14日提交的名称为"用于调节血红蛋白基因家族表达的组合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING HEMOGLOBIN GENE FAMILY EXPRESSION)" 的美国临时申 请号61/785,956、2012年5月16日提交的名称为"用于调节4了?2八2表达的组合物和方 法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING ATP2A2 EXPRESSION)" 的美国临时申请 号61/647,925、2013年3月14日提交的名称为"用于调节4了?2八2表达的组合物和方法 (COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING ATP2A2 EXPRESSION)" 的美国临时申请号 61/785, 832、2012年5月16日提交的名称为"用于调节APOAl和ABCAl表达的组合物和方法 (COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING AP0A1 AND ABCAl EXPRESSION)"的美国临时 申请号61/647, 949、2013年3月14日提交的名称为"用于调节AP0A1和ABCAl表达的组合 物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING AP0A1 AND ABCAl EXPRESSION) " 的美国临时申请号61/785, 778、2012年5月16日提交的名称为"用于调节PTEN表达的 组合物和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING PTEN EXPRESSION)" 的美国 临时申请号61/648, 041、2013年3月14日提交的名称为"用于调节PTEN表达的组合物 和方法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING PTEN EXPRESSION)" 的美国临时 申请号61/785, 885、2012年5月16日提交的名称为"用于调节BDNF表达的组合物和方 法（COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING BDNF EXPRESSION)" 的美国临时申请号 61/648,058以及2012年5月16日提交的名称为"用于调节MECP2表达的组合物和方法 (COMPOSITIONS AND METHODS FOR MODULATING MECP2 EXPRESSION)" 的美国临时申请号 61/648,051的权益，每个申请的内容通过引用以其全部内容结合在此。 发明领域
[0003] 本发明涉及基于寡核苷酸的组合物，以及使用基于寡核苷酸的组合物用于治疗疾 病的方法。
[0004] 发曰月背景
[0005] 转录组分析已表明虽然仅1 %至2 %哺乳动物基因组是蛋白编码的，但70 %至 90%具有转录活性。最新发现认为这些非蛋白编码转录物的子集在表观遗传调控中起重要 作用。尽管它们普遍存在，但许多这类转录物的结构和功能仍然是未表征的。最新研宄指 示，一些长的非编码RNA在染色质重建中通过与多梳阻抑复合物（PRC2)相互作用而用作遗 传调控因子/RNA辅因子，并且因此发挥作用来调空基因表达。
【发明内容】
[0006] 本发明的多个方面提供用于选择用于激活或增强靶基因的表达的寡核苷酸的方 法。这些方法尤其可用于鉴别用于激活或增强靶基因的表达的候选寡核苷酸，这些靶基因 的降低的表达或活性导致了或引起了疾病。本发明的另外的方面提供选择一组寡核苷酸的 方法，该组寡核苷酸中富集了激活靶基因的表达的寡核苷酸（例如，与随机寡核苷酸选择 相比较）。因此，这些方法可以用于建立其中富集了激活基因表达的寡核苷酸的大型临床候 选物库。这类库可以被利用来例如鉴别用于治疗研发的先导寡核苷酸。因此，所提供的方 法可用于建立用于靶向包括蛋白编码基因的大多数已知基因的表达的候选寡核苷酸的广 阔平台。另外的方面提供调节基因表达的单链寡核苷酸以及包含这些单链寡核苷酸的组合 物和试剂盒。还提供了用于使用单链寡核苷酸调节基因表达的方法。
[0007] 在一些方面，本发明为一种用于通过在第一核苷酸序列内选择PRC2相关区来选 择用于激活靶基因的表达的候选寡核苷酸的方法，其中该第一核苷酸序列定位至第一染色 体中该靶基因的5'端上游50千碱基与该靶基因的3'端下游50千碱基之间的位置；确定 与该PRC2相关区的至少8个连续核苷酸互补的第二核苷酸序列；并且将包含该第二核苷酸 序列的单链寡核苷酸选择为候选寡核苷酸，其中该寡核苷酸具有以下特征中的至少一种： a)包含5' -X-Y-Z的序列，其中X为任何核苷酸，Y为非为人微小RNA的种子序列的、长度 为6个核苷酸的核苷酸序列，并且Z为长度为1至23个核苷酸的核苷酸序列，其中X锚定 在该寡核苷酸的5'端上；b)不包含三个或更多个连续鸟苷核苷酸的序列；c)与长度等于 该第二核苷酸序列的每个核苷酸序列具有阈值水平以下的序列一致性的序列，这些核苷酸 序列处在脱靶基因的5'端上游的50千碱基与该脱靶基因的3'端下游的50千碱基之间； d)与编码RNA的PRC2相关区互补的序列，该RNA形成包含至少两个单链环的二级结构；和 /或e)具有60 %以上G-C含量的序列。
[0008] 在一些实施例中，该单链寡核苷酸具有特征a)、b)、c)、d)以及e)中的仅一种。在 一些实施例中，该单链寡核苷酸具有各自独立地选择的特征幻士）、(：）、(1)以及 6)中的至少 两种。在一些实施例中，该单链寡核苷酸具有各自独立地选择的特征a)、b)、c)、d)以及e) 中的至少三种。在一些实施例中，该单链寡核苷酸具有各自独立地选择的特征a)、b)、c)、 d)以及e)中的至少四种。在一些实施例中，该单链寡核苷酸具有特征a)、b)、c)、d)以及 e)中的每一种。在某些实施例中，该寡核苷酸具有该序列5'X-Y-Z，其中该寡核苷酸的长度 为8至50个核苷酸。在一些实施例中，Y为选自表3的序列。
[0009] 在另一个方面，本发明为一种通过在第一核苷酸序列内选择PRC2相关区来选择 富集了激活靶基因的表达的寡核苷酸的一组寡核苷酸的方法，该第一核苷酸序列定位至第 一染色体中该靶基因的5'端上游的50千碱基与该靶基因的3'端下游的50千碱基之间的 位置；选择一组寡核苷酸，其中该组中的每个寡核苷酸包含与PRC2相关区的至少8个连续 核苷酸互补的第二核苷酸序列，并且具有以下特征中的至少一种：a)序列：5' -Χ-Υ-Ζ，其中 X为任何核苷酸，Y为非为微小RNA的人种子序列的、长度为6个核苷酸的核苷酸序列，并且 Z为长度为1至23个核苷酸的核苷酸序列，其中X锚定在该寡核苷酸的5'端上；b)不包含 三个或更多个连续鸟苷核苷酸的序列；c)与长度等于该第二核苷酸序列的每个核苷酸序 列具有阈值水平以下的序列一致性的序列，这些核苷酸处在脱靶基因的5'端上游的50千 碱基与该脱靶基因的3'端下游的50千碱基之间；d)与编码RNA的PRC2相关区互补的序 列，该RNA形成包含至少两个单链环的二级结构；和/或e)具有60%以上G-C