[發(fā)明專利]一種基因環(huán)路誘導(dǎo)表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)、微膠囊及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610072244.X
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN107022569B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉海峰;薛帥;尹劍麗;邵佳偉;楊林鳳;王義丹
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: C12N15/85
• 分類號: C12N15/85;A61K9/50;A61K47/46;A61K48/00;A61P1/16;A61P3/10
• 代理公司: 上海麥其知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

本發(fā)明首次提出了一種齊墩果酸調(diào)控的基因環(huán)路誘導(dǎo)表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括信號感受裝置、信號處理裝置、信號報(bào)告效應(yīng)裝置；其進(jìn)一步包括啟動(dòng)裝置及關(guān)閉裝置。本發(fā)明通過所述系統(tǒng)中各裝置的協(xié)同作用下實(shí)現(xiàn)目的基因的表達(dá)或終止表達(dá)。本發(fā)明還提出了一種含有所述系統(tǒng)的細(xì)胞及微膠囊。本發(fā)明還提出了所述調(diào)控系統(tǒng)用于調(diào)控胰島素及GLP?1表達(dá)并用于協(xié)同治療肝病合并糖尿病。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及哺乳動(dòng)物細(xì)胞合成生物學(xué)與疾病基因或細(xì)胞治療技術(shù)領(lǐng)域，集傳統(tǒng)藥物治療和基于合成生物學(xué)的細(xì)胞治療的聯(lián)合，具體涉及一種基因環(huán)路誘導(dǎo)表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)及調(diào)控方法和在治療肝病合并糖尿病中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

合成生物學(xué)旨在以工程學(xué)思想作為指導(dǎo)，對生物分子系統(tǒng)進(jìn)行遺傳學(xué)改造、對生命過程或生物體進(jìn)行有目標(biāo)的設(shè)計(jì)、改造、乃至重新合成，使細(xì)胞和生物體具備某些特定新功能的新興學(xué)科。利用合成生物學(xué)的方法和理論可以創(chuàng)造針對生物醫(yī)藥、環(huán)境能源、生物材料等問題的新“生命體系”。經(jīng)過近十年的飛速發(fā)展，合成生物學(xué)從起步到現(xiàn)在，已經(jīng)在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。尤其是在哺乳動(dòng)物細(xì)胞合成生物學(xué)領(lǐng)域，人們設(shè)計(jì)、構(gòu)建了多種可控的基因遺傳電路用于診斷、治療代謝疾病、癌癥、免疫等相關(guān)疾病。

糖尿病是當(dāng)前威脅全球人類健康的最重要的慢性流行性疾病之一。全球糖尿病患者超過3.6億。僅我國糖尿病患者已超過1億，成為全球糖尿病患者最多的國家。相關(guān)調(diào)查資料顯示，糖尿病并發(fā)癥是糖尿病對機(jī)體的危害最重要的原因之一，其中糖尿病與肝臟疾病的并發(fā)概率非常高，比如糖尿病酮癥酸中毒時(shí)肝損害程度會(huì)明顯加重。還有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，肝損傷也會(huì)引起血糖升高等糖尿病癥狀，慢性丙型肝炎患者的糖尿病并發(fā)率為21％～50％。一般糖尿病會(huì)引起肝組織結(jié)構(gòu)損傷，而肝損傷會(huì)嚴(yán)重影響糖代謝而導(dǎo)致糖尿病，因此兩者之間形成惡性循環(huán)。臨床研究顯示，8.4％的2型糖尿病及2.1％的I型糖尿病患者為HCV陽性，50％～80％的慢性肝病患者存在糖耐量異常的情況。目前，傳統(tǒng)的糖尿病和肝病治療方式依賴于改變生活方式以及一些傳統(tǒng)的藥物治療，而這些治療方案對大多數(shù)病人并無顯著療效。甚至一些治療糖尿病的化學(xué)藥物會(huì)一定程度改變代謝途徑導(dǎo)致肝毒性或肝損傷，并不能讓肝損傷等并發(fā)癥得到有效改善，所以說糖尿病的治療往往顧此失彼。同時(shí)新型藥物的研發(fā)大多都有成本高，周期長的問題，即使能上市，其價(jià)格也很昂貴。

齊墩果酸(OA)是一種三萜類小分子，它廣泛地分布于幾乎整個(gè)植物界。OA和它的衍生物具有眾多潛在的藥理學(xué)活性，如保肝效應(yīng)和抗炎、抗氧化、抗癌活性。而且OA已經(jīng)成為當(dāng)下有效治療肝損傷等疾病的上市非處方類保肝藥物，價(jià)格便宜，可謂物美價(jià)廉。但是當(dāng)前還沒有關(guān)于OA可以用于調(diào)控胰島素或胰高血糖素樣肽并且治療糖尿病的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用合成生物學(xué)設(shè)計(jì)理念，公開了一種基因環(huán)路誘導(dǎo)表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)(例如，以齊墩果酸和強(qiáng)力霉素(doxycycline)共同調(diào)控)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)治療一種或多種疾病(例如，糖尿病和/或肝臟疾病)的目的。

本發(fā)明提出了一種基因環(huán)路誘導(dǎo)表達(dá)調(diào)控方法，所述方法由基因環(huán)路誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)調(diào)控，所述基因環(huán)路誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)包括信號感受裝置、信號處理裝置、信號報(bào)告效應(yīng)裝置；當(dāng)所述信號感受裝置感知外界信號，所述信號感受裝置被激活，通過所述信號處理裝置將所述外界信號轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)部信號，并激活細(xì)胞內(nèi)信號通路，磷酸化所述信號處理裝置中的轉(zhuǎn)錄激活因子，從而激活所述信號報(bào)告效應(yīng)裝置中的啟動(dòng)子表達(dá)目的基因。

所述方法進(jìn)一步包括：利用啟動(dòng)裝置提供用于被所述信號感受裝置識(shí)別的外界信號。

所述方法進(jìn)一步包括：利用關(guān)閉裝置解除所述信號報(bào)告效應(yīng)裝置中的重組轉(zhuǎn)錄因子與其特異識(shí)別的操縱子之間的結(jié)合，從而終止目的基因的表達(dá)。

其中，所述啟動(dòng)裝置含有能識(shí)別所述信號感受裝置的小分子化合物。優(yōu)選地，所述啟動(dòng)裝置含有的小分子化合物包括齊墩果酸、熊果酸、或膽汁酸衍生物。