[發(fā)明專利]神經(jīng)組織特異性調(diào)控元件mu-CNE2及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011040591.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN112159810B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉春艷;魏家靜;何麗婷;章慧平;趙凱;扈智勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/85;A61K45/00;A61P25/00;C12Q1/6883
• 代理公司: 武漢大楚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42257
• 代理人: 徐楊松

本發(fā)明通過增強(qiáng)子捕獲技術(shù)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控斑馬魚miR?9前體基因dre?mir?9?6表達(dá)的增強(qiáng)子，在此基礎(chǔ)上，通過深入研究斑馬魚和小鼠的基因組數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，找到并證實(shí)了小鼠基因組中的一個(gè)具有神經(jīng)組織特異性的基因表達(dá)調(diào)控元件mu?CNE2。該調(diào)控元件mu?CNE2可特異性地在神經(jīng)組織中增強(qiáng)其附近的啟動(dòng)子尤其是弱啟動(dòng)子的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄能力。此外，通過我們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，mu?CNE2不僅能在小鼠體內(nèi)起作用，在斑馬魚體內(nèi)也能起相似的作用，可認(rèn)為其可用于脊椎動(dòng)物甚至人體，可用于研究和制備與神經(jīng)疾病有關(guān)的診斷劑和治療藥物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及組織學(xué)和分子生物學(xué)，更特別地，涉及一種神經(jīng)組織特異性調(diào)控元件mu-CNE2及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

基因的表達(dá)過程受到DNA非編碼區(qū)的精確調(diào)控，由一系列基因調(diào)控元件直接控制，包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子、絕緣子等位于非編碼區(qū)的元件。基因調(diào)控區(qū)的遺傳變異是造成復(fù)雜遺傳性狀的主要因素，全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)數(shù)據(jù)顯示大部分(約有93％)疾病相關(guān)高頻突變位點(diǎn)位于基因組非編碼區(qū)。在這些元件中，除了啟動(dòng)子緊鄰基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游，其它元件在基因組中的分布并沒有明顯的規(guī)律。因此，目前在非編碼區(qū)尋找疾病相關(guān)遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子的研究多集中在啟動(dòng)子區(qū)。

然而，近年來，GWAS結(jié)果顯示一些復(fù)雜性狀越來越多的歸因于增強(qiáng)子。例如，β-globin基因(HBB)的增強(qiáng)子缺失或者重排會(huì)導(dǎo)致地中海貧血癥，調(diào)控Sonic hedgehog(SHH)基因在四肢特異表達(dá)的增強(qiáng)子點(diǎn)突變會(huì)引起多趾癥。增強(qiáng)子是一類能夠與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的基因組序列，通過作用于啟動(dòng)子來增強(qiáng)靶基因的表達(dá)。同時(shí)，增強(qiáng)子也是決定靶基因在特定細(xì)胞或組織中表達(dá)的關(guān)鍵元件。由此可見，增強(qiáng)子不僅影響靶基因的表達(dá)量，也決定著靶基因的表達(dá)區(qū)域。而miR-9在不同脊椎動(dòng)物發(fā)育過程中的表達(dá)區(qū)域非常相似，即首先出現(xiàn)在端腦，然后向腦后端和脊索延伸，最終在整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)都有分布，說明miR-9的表達(dá)也受到增強(qiáng)子的精確調(diào)控。

MicroRNAs(miRNAs)是一類長(zhǎng)度約23個(gè)堿基的非編碼RNA，可調(diào)控信使RNA(mRNA)轉(zhuǎn)錄后活性，其表達(dá)水平異常可能與多種人類疾病相關(guān)。近年來，有研究者發(fā)現(xiàn)并證實(shí)miR-9序列在脊椎動(dòng)物中高度保守，而且在中樞神經(jīng)系統(tǒng)高表達(dá)，功能分析顯示miR-9在調(diào)控神經(jīng)干細(xì)胞的自我更新和分化中起著不可或缺的作用。已有研究表明，相對(duì)于正常胎兒的腦組織，無腦兒顱底腦血管區(qū)的miR-9的表達(dá)量顯著下調(diào)。而在另一項(xiàng)研究中，神經(jīng)管缺陷與15q26→qter染色體缺失密切相關(guān)，該染色體缺失區(qū)域則包含編碼miR-9的一個(gè)前體基因dre-mir-9-3。以上研究說明miR-9參與調(diào)控人類神經(jīng)管缺陷的發(fā)生。在小鼠中同時(shí)敲除miR-9的兩個(gè)前體基因，dre-mir-9-2和dre-mir-9-3，純合子小鼠胚胎中miR-9的表達(dá)量顯著下降，且胚胎大腦半球變小，并在出生后一周內(nèi)死亡。在大鼠模型中的研究表明miR-9*和miR-124a介導(dǎo)的染色體重建調(diào)控機(jī)制可能參與脊柱裂模型中異常的神經(jīng)發(fā)育過程。而在斑馬魚胚胎中敲降miR-9的表達(dá)，斑馬魚胚胎小腦和作為神經(jīng)管組織中心的中后腦交界區(qū)域顯著變小，進(jìn)而導(dǎo)致胚胎死亡。綜上所述，miR-9下調(diào)表達(dá)是引起神經(jīng)管缺陷的一個(gè)重要因素。

因此，對(duì)miR-9的表達(dá)有影響的基因表達(dá)調(diào)控元件及其相關(guān)因子很可能作為針對(duì)神經(jīng)組織病變的有潛力的治療劑或診斷劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過增強(qiáng)子捕獲技術(shù)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控斑馬魚miR-9前體基因dre-mir-9-6表達(dá)的增強(qiáng)子，并在此基礎(chǔ)上，通過深入研究斑馬魚和小鼠的基因組數(shù)據(jù)并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，找到并證實(shí)了小鼠基因組中的一個(gè)具有神經(jīng)組織特異性的基因表達(dá)調(diào)控元件mu-CNE2。該調(diào)控元件mu-CNE2可特異性地在神經(jīng)組織中增強(qiáng)其附近的啟動(dòng)子尤其是弱啟動(dòng)子的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄能力。此外，通過我們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，mu-CNE2不僅能在小鼠體內(nèi)起作用，在斑馬魚體內(nèi)也能起相似的作用，可認(rèn)為其可用于脊椎動(dòng)物，甚至用于人。因此，可用于與相應(yīng)啟動(dòng)子結(jié)合，構(gòu)成在神經(jīng)組織中特異性表達(dá)基因藥物的載體。

基于以上研究，本發(fā)明提供了一種具有神經(jīng)組織特異性的基因表達(dá)調(diào)控元件，序列如SEQ ID NO:1所示。